INDICE INTRODUCCIÓN........... INTRODUCCIÓN..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................... .................... 2 MARCO TEÓRICO................ TEÓRICO.......................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ........................ ............. 3 DIAGRAMA POURBAIX – LIXIVIACIÓN DE SULFUROS DE ESTAÑO...................4
INTRODUCCION Los diagramas de Pourbaix también llamados diagramas de Potencial-pH se utilizan para ayudar en la predicción de los estados más estables de un metal, sus productos de corrosión, y sus iones asociados en una solución acuosa. Estos se presentan como un gráfco de potencial de euilibrio !rente a la acti"idad de iones #idrógeno. $un cuando la adición de iones al sistema de euilibrio puede modifcar el diagrama, como por e%emplo los iones orgánicos, el mismo nos sir"e de re!erencia para determinar cómo act&an ciertos compuestos en los problemas asociados a la corrosión.
MARCO TEORICO LIXIVIACION DE SULFUROS
LIXIVIACIÓN OXIDANTES
DE
ESPECIES
SULFURADAS
EN
AUSENCIA
DE
Pocos sul!uros son lixi"iables sin la presencia de oxidantes. 'o obstante, los casos conocidos pueden clasifcarse de acuerdo a las siguientes tres alternati"as de tratamiento posibles( o
Solubles en ácido )uando los sul!uros son lixi"iados con un ácido, se libera ácido sul!#*drico, H+, seg&n la reacción genérica( +H +H+, este ácido puede !ácilmente con"ertirse a azu!re elemental, mediante oxidación controlada, a /00 1), sobre un catalizador de al&mina, $l+23, dic#o proceso de con"ersión del ácido sul!#*drico, H+, a azu!re elemental se conoce como proceso )laus y está representado por la reacción( H+45+ 2+ 0H+2 i la lixi"iación usa ácido sul!uroso, H +23, el azu!re elemental, se producirá directamente en el reactor, ya ue, para los e!ectos prácticos este ácido se comporta( H+23 H+22+ +H+2+ 30+H+2
o
Solubles en medio alcalino e traba%a a temperaturas sobre los 400 1) y con una presión de / a 40 atmós!eras. Es el caso de la galena, Pb y la blenda o es!alerita, 6n. )uando se usa un medio alcalino, éste !orma con el metal un 2 /
anión estable.
-
2H
−¿
+¿ MO2 +H+2. Este tratamiento
alcalino no presenta aplicaciones o
Forman complejos solubles. En este caso se usa ul!uro de sodio 7'a +8 como agente disol"enteacomple%ante. Los sul!uros ue se a este proceso de acomple%amiento son( - 2ropimente 7$s+38 - Estibina 7b+38
-
9ismutina 79i+38 ul!uros de esta:o 7n y n +8 )inabrio 7Hg8
La reacción generalmente termina con la !ormación del tiocomple%o del metal correspondiente. $demás se le suele agregar 'a2H a la solución para e"itar la #idrolisis del 'a+ i bien no es muy di"ulgado, este es un proceso sumamente interesante en sus potencialidades para limpiar concentrados sul!urados de contaminantes minerales indeseables como puede ser cualuiera de los indicados más arriba. Por e%emplo los contenidos de mercurio ; como cinabrio ; en la mayor parte de los concentrados sul!urados 7de cobre, n*uel,<8 ue "an a !undiciones pro"ocan !uertes penalizaciones en sus "alores de compra, ue incluso pueden llegar al rec#azo de un embarue, por su gra"e riesgo ambiental. Este proceso proporciona una alternati"a #idrometalurgica muy sencilla para la limpieza del mercurio contenido en concentrados sul!urados, ue además es ambientalmente muy atracti"a, para retirar dic#o contaminante.
DIAGRAMA POURBAIX – LIXIVIACION DE SULFUROS DE ESTAÑO (SnS y SnS2) 4. Especies a considerar(
Espe!e s SnS SnS2 2 −¿
0
Es"#
%$& Gf '2*+ (+#,-.%,)
ólido ólido
-+=.+40 -33.>00
olución ac.
-?>
SnS 3
olución ac.
-4+3
Sn/2 Sn/0
olución ac.
-+.4
olución ac.
@.+>
¿
SnS 2 2
−¿ ¿
2tras especies( Especies 'a+ 'a72H8
N#/ 23
Estado olución ac. olución ac. olución ac. Liuido
0
A Gf ,+>?1B 7Bcal5mol8
[email protected] -404.@=> -C@./33 -??.+?
H+2 H
L*uido olución ac.
+. 'umero de reacciones N
∑ ( N −1)
N ° de Reacciones =
1
N=6 Entn!"#$ N% &" R"'!!(n"# = )*4*3*2*+ = +) R"'!!(n"#$
48
+8
−¿ ¿ +¿+ 2 e SnS + Na2 S→SnS2 + 2 Na
+¿ ¿ 2 −¿+ 2 Na ¿ SnS + Na S→SnS 2
38
2
+¿ ¿ 2−¿+ 2 Na ¿ 2 SnS + Na S → 2 SnS 2
/8
3
−¿ +¿+4 e¿ + ¿ SnS + 3 H O→Sn + SO + 6 H 2
2
C8
=8
?8
+4
¿
SnS + 3 H 2 O→Sn + SO3+ 6 H
+¿ −¿+ 2 Na¿ ¿ Sn S + Na S→SnS 2
2
Sn S2 + 6 H 2
3
−¿ ¿ +¿+14 e + ¿ O→Sn + 2 S O + 12 H 2
3
−¿ ¿ +¿+ 16 e + ¿ Sn S + 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 4
2
>8
3
−¿ ¿ +¿+ 2 e
2
@8
¿
2
3
+¿ ¿ 2−¿+ 2 Na ¿ 2−¿+ Na S→SnS 2
3
¿
SnS2
408
−¿ ¿ +¿+ 16 e + ¿ 2−¿+ 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 2
2
3
¿
SnS 2
-C=.=> 0
−¿ ¿ +¿+ 18 e + ¿ 2−¿+ 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 4
448
2
3
¿
SnS2
−¿ ¿ +¿+ 22 e + ¿ 2−¿+ 9 H O→Sn + 3 S O + 18 H 2
4+8
2
3
¿
SnS3
−¿ ¿ +¿+ 24 e + ¿ 2−¿+ 9 H O→Sn + 3 S O + 18 H 4
438
2
3
¿
SnS3
10)
−¿
+2
+4
Sn → Sn + 2 e
¿
3. )alculo de energ*a libre de Dibbs a +>?B 48
−¿ +¿+ 2 e¿
SnS + Na2 S→SnS2 + 2 Na
¿
Δ G1 =−33.9 + 2. ( −57.433 )−(−87.5 − 26.21 ) O
O
Δ G1 =−35.056 Kcal
+8
+¿ ¿ 2 −¿+ 2 Na ¿ SnS + Na S→SnS 2
2
Δ G2 =−89 + 2. (−57.433 )−(−87.5 −26.21 ) O
O
Δ G2 =−90.156 Kcal
38
+¿ ¿ 2−¿+ 2 Na ¿ 2 SnS + Na S → 2 SnS 2
3
Δ G3 =−123 + 2. ( −57.433 )−(−87.5 −26.21 ) O
O
Δ G3 =−124.156 Kcal
/8
−¿ ¿ +¿+4 e + ¿ SnS + 3 H O→Sn + SO + 6 H 2
2
O
3
Δ G4 =−2.1 −88.28−(−87.5 −3∗−56.69 ) O
Δ G4 =−172.95 Kcal
C8
−¿ ¿ +¿+ 2 e +4
¿
SnS + 3 H 2 O→Sn + SO3+ 6 H
Δ G5 =−88.28 + 7.29 −(−26.21 + 3∗(−56.69 )) O
O
Δ G5 =115.29
=8
+¿ ¿ 2−¿+ 2 Na ¿ Sn S + Na S→SnS 2
2
3
Δ G7 =2∗(−57.433 )−(−123 −87.5 ) O
O
Δ G7 =−116.466
@8
Sn S2 + 6 H 2
−¿ ¿ +¿+14 e + ¿ O→Sn + 2 S O + 12 H 2
3
Δ G8 =−2.1 + 2∗(−88.28 ) −(−33.9 −56.69 ) O
O
Δ G8 =−88.07
?8
−¿ ¿ +¿+ 16 e + ¿ Sn S + 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 4
2
2
3
Δ G9 =7.29 + 2∗(− 88.28 ) −(−33.9−56.69 ) O
O
Δ G9 =−78.68
+¿ −¿+2 Na¿ ¿ 2−¿+ Na S→SnS 2
>8
2
3
¿
SnS2 Δ G10=−123 + 2∗(−57.433 ) −(−89− 87.5 ) O
O
Δ G10=−61.366
−¿ +¿+ 16 e ¿ + ¿ 2−¿+ 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 2
408
2
3
¿
SnS 2 Δ G11=−2.1+ 2∗(− 123 ) −(−89 + 6∗( −56.69 ) ) O
O
Δ G11=181.04
−¿ ¿ +¿+ 18 e + ¿ 2−¿+ 6 H O→Sn + 2 S O + 12 H 4
448
2
3
¿
SnS2 Δ G12=7.9 + 2∗(−123 )−(− 89 + 6∗(−56.69 ) ) O
O
Δ G12=191.04
−¿ ¿ +¿+ 22 e + ¿ 2−¿+ 9 H O→Sn + 3 S O + 18 H 2
4+8
2
3
¿
SnS3 Δ G13=−2.1 + 3∗( −88.28 )−(−123 + 9∗(−56.69 )) O
O
Δ G13=366.27
−¿ ¿ +¿+ 24 e + ¿ 2−¿+ 9 H O→Sn + 3 S O + 18 H 4
438
2
3
¿
SnS3 Δ G14=7.9 + 3∗(−88.28 )−(−123 + 9∗(−56.69 )) O
O
Δ G14=376.27
10)
−¿
+2
+4
Sn → Sn + 2 e
¿
O
Δ G15=7.29 −(−2.1 ) O
Δ G15=9.39
/. Encontrar para cada reacción la ecuación ue represente el euilibrio o
Eh= Eh −
48
0.529
n
LnK , paran ≠ 0
−¿ +¿+ 2 e¿ SnS + Na2 S→SnS2 + 2 Na
Eh1=¿ Eh1=¿
+8
+¿ ¿ 2 −¿+ 2 Na ¿ SnS + Na S→SnS 2
2
¿
Eh2=¿ Eh2=¿
38
+¿ ¿ 2−¿+ 2 Na ¿ 2 SnS + Na S → 2 SnS 2
3
Eh3=¿ Eh3=¿
/8
−¿ ¿ +¿+ 4 e + ¿ SnS + Na S→Sn + SO + 6 H 2
2
3
Eh4=¿ Eh4=¿
C8
SnS + Na2 S→Sn
+4
Eh5=¿ Eh5=¿
2
=8
−¿
¿
Sn S2 + Na2 S→SnS 3 Eh7=¿ Eh7=¿
@8
Sn S2 + Na2 S→Sn
+2
Eh8=¿ Eh8=¿
?8
Sn S2 + Na2 S→Sn
+4
Eh9=¿ Eh9=¿ 2
>8
2
−¿
−¿+ Na S→SnS¿ 2
3
¿
SnS2 Eh10=¿
Eh10=¿
2
408
−¿+ Na S → S n+
2
2
¿
SnS 2 Eh11=¿ Eh11=¿ 2
448
−¿+ Na S → S n+
4
2
¿
SnS2 Eh12=¿ Eh12=¿ 2
4+8
−¿+ Na S → S n+
2
2
¿
SnS 3 Eh13=¿ Eh13=¿ 2
438
−¿+ Na S → S n+ 2
¿
SnS 3 Eh14=¿ Eh14=¿
+2
14)
−¿
+4
Sn → Sn + 2 e Eh15=¿ Eh15=¿
C. Drafca E# "s. P#
=. $nalisis
¿
4
