SECUENCIA DIDÁCTICA Nombre de curso: curso : Hidrometalurgia Antecedente: Fisicoquímica Antecedente: Fisicoquímica II
Clave de curso: curso: MIN1004C11 Clave de antecedente: FIS130AC11 Módulo IV Competencia de Módulo:
Realizar levantamientos geológicos y conocer las técnicas de exploración geológica minera para la búsqueda de yacimientos minerales, aplicar la metodología para el diseño de los métodos de explotación, realizar pruebas metalúrgicas para la concentración y transformación de minerales. Aplicar las normas de la legislación minera, laboral, ambiental y los principios de la administración en las operaciones de la actividad minera. Competencia de curso: Realizar la extracción de algún elemento de interés comercial presente en un mineral, mediante una prueba metalúrgica considerando los principios de hidrometalurgia, para determinar los parámetros operativos de un proceso en particular. Elementos de competencia: 1. Describir los métodos de lixiviación y principales variables que intervienen en estos, aplicados a minerales de cobre, concentrados de cinc y metales preciosos, para decidir la técnica experimental que se desarrollará posteriormente en el laboratorio. 2. Utilizar la información sobre la concentración y la purificación de los licores de lixiviación, para controlar la extracción de los contenidos metálicos presentes en disoluciones acuosas, acordes a los parámetros utilizados en la industria. 3. Explicar los procesos de cementación y refinación electrolítica, aplicando los principios de óxido-reducción y el diseño industrial convencional, para la obtención de un producto comercial de alta pureza. 4. Realizar una práctica de laboratorio inductiva en el proceso hidrometalúrgico, con base al conocimiento obtenido en clase-aula, para la integración de los elementos de competencia anteriores. Perfil del docente: Maestría en Ingeniería Metalúrgica, Metalurgia Extractiva o afín afín y poseer habilidades en docencia e investigación. Evalúa los procesos de enseñanza y de aprendizaje con con un enfoque formativo con una actitud de cambio a las innovaciones pedagógicas. Construye ambientes para el aprendizaje autónomo y colaborativo. ,
Elaboró: Autorizó: Actualizó: Autorizó:
MC. Paula Cristina Santos Munguía, P. E. Ingeniero en Geociencias. Dirección de Unidad Académica Hermosillo.
Junio 2010 Junio 2010
Elemento de competencia: 1. Describir los métodos de lixiviación y principales variables que intervienen en estos, aplicados a minerales de cobre, concentrados de cinc y metales preciosos, para decidir la técnica experimental que se desarrollará posteriormente en el laboratorio. Fase
Contenido
Estrategias de formación
Actividades con tiempos de dedicación (T.D)
Lixiviación in situ. Lixiviación por lotes. (Heap leaching). Lixiviación por inundación. (Vat leaching). Lixiviación por agitación. (Agitation leaching).
Presentación del curso por el docente. Investigación bibliográfica
Actividades supervisadas Presentación del curso y forma de Evaluación Se analizarán en clase los conceptos investigados por los alumnos de los principios de los métodos de lixiviación.
(T.D) 1h
Identificar los procesos de disolución de Oro y Plata con diferentes agentes lixiviante
Disolución de oro y plata con cianuro. Disolución de oro y plata con tiourea. Disolución de oro y plata con tiosulfato de amonio. Tratamiento de residuos de cianuro.
Investigación documental. Exposición de alumnos y discusión del tema. Enseñanza dirigida
El alumno expondrá los temas de disolución anteriormente asignado por el maestro. El facilitador realizará y ayudará a comprender a los alumnos los balances metalúrgicos
4h
Describir los conceptos de Hidrometalurgia del cobre y metales comunes.
Hidrometalurgia del cobre. Lixiviación ácida del cobre. Lixiviación amoniacal de sulfuros de cobre. Lixiviación de cinc
Investigación y consulta bibliográfica. Exposición de los estudiantes y debate entre los alumnos.
Los alumnos expondrán en clase-aula la metodología de la hidrometalurgia del cobre, así como la de los metales comunes. Se realizará una co-evaluación entre alumnos y facilitador.
4h
Describir los principales métodos de lixiviación.
5h
2h
2h
Actividades Independientes Tareas asignadas por el facilitador. Investigación bibliográfica de las variables que intervienen en cada proceso Elaboración de una tabla donde se indique el método de lixiviación y sus parámetros.
(T.D) 1h 1h 1h
Investigación de bibliografía actualizada de los nuevos procesos de disolución de oro, así como de los tratamientos del cianuro. Elaboración de manual para la disolución de oro y plata con diferentes agentes lixiviantes.
2h
El alumno consultará la bibliografía citada, donde obtendrá los métodos hidrometalúrgicos del Cobre. Elaboración de manual para la hidrometalurgia del cobre y cinc
2h
1h
1h
Atributos genéricos Capacidad de análisis y síntesis Toma de decisiones Capacidad de trabajo en equipo Compromiso ético Creatividad Resolución de problemas
Materiales didácticos de apoyo Secuencia Didáctica. Textos Bibliográficos. Internet. Cañón y Equipo de cómputo. Pintarrón y Marcadores.
Valores y actitudes Responsabilidad Puntualidad Iniciativa Participación Respeto
Evaluación Evidencias de la competencia Investigación de los métodos de lixiviación y manual. Resumen de las exposiciones de la disolución del oro y tratamientos de residuos de cianuro y manual. Ejercicios de balances metalúrgicos y conclusiones. Resumen de las exposiciones de la hidrometalurgia del cobre y los metales comunes y manual. Examen teórico Aspectos afectivo-emocionales Responsabilidad Orden Compromiso Respeto Asistencia Exactitud Puntualidad Limpieza Portafolio del estudiante Deberá consistir de: Portada Índice Introducción Resumen Cuerpo del trabajo Conclusiones Recomendaciones Anexos Bibliografía
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Fuentes de Información Hamilton, E. M. Manual de Cianuración. Pehlke, R.D. (1984). Unit Processes of Extractive Metallurgy. Ney York. Ed. Elsevier Science. Perry, R.H. (1982). Manual Del Ingeniero Químico. México. Ed. Mc. Graw Hill Torres, R.A. (1984). Metalurgia No ferrosa. México. Ed. Limusa S.A de C.V. Weiss, N.L. (1985).Mineral Processing Hand Book Vol. II. New York. Ed. Society of Mining Engineers. http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/caceres/cursohidrometalurgia/Hidrometalurgia.pdf http://www.scribd.com/doc/3117450/Apunte-Hidro-I
Elemento de competencia: 2. Utilizar la información sobre la concentración y la purificación de los licores de lixiviación, para controlar la extracción de los contenidos metálicos presentes en disoluciones acuosas, acordes a los parámetros utilizados en la industria. Fase
Contenido
Estrategias de formación
Describir el sistema de adsorción con carbón activado.
Adsorción con carbón activado. Elución y reactivación del carbón activado
Investigación documental y discusión guiada del tema
Comprender el método de resinas de intercambio iónico.
Resinas de intercambio iónico. Elusión de resinas con cianuro de cinc – tiourea. Regeneración de resinas
Investigación del tema. Debate entre alumnos y facilitador.
Manejar el proceso de extracción por Solventes.
Caracterización de los extractantes y diluyentes. Isotermas de extracción.
Investigación bibliográfica. Enseñanza dirigida.
Atributos genéricos Capacidad de análisis y síntesis Toma de decisiones Capacidad de trabajo en equipo Compromiso ético Creatividad Resolución de problemas Materiales didácticos de apoyo Secuencia Didáctica. Textos Bibliográficos. Internet. Cañón y Equipo de cómputo. Pintarrón y Marcadores.
Valores y actitudes Responsabilidad Puntualidad Iniciativa Participación Respeto
Actividades con tiempos de dedicación (T.D) Actividades supervisadas Discusión de los conceptos de ab sorción y adsorción, tipos de carbón activado, métodos de activación y diagrama de flujo del proceso a nivel Industrial.
(T.D) 2h
Actividades Independientes Investigación bibliográfica y selección de artículos recientes del tema.
(T.D) 2h
Conocer el principio de las resinas de intercambio iónico, mediante exposición del facilitador
2h
Investigación de la regeneración de de resinas y los usos a nivel industrial y de laboratorio.
2h
El facilitador expondrá las características de los extractantes y diluyentes. El facilitador explicará la aplicación e interpretación de los isotermas de extracción
4h
Investigación de los usos de la extracción por solventes a nivel industrial y de laboratorio
2h
2h
Evaluación Evidencias de la competencia Investigación del carbón activado y resinas de intercambio iónico. Resumen de la exposición de la extracción por solventes. Tareas señaladas por el facilitador Examen teórico Aspectos afectivo-emocionales Responsabilidad Orden Compromiso Respeto Asistencia Exactitud Puntualidad Limpieza
Portafolio del estudiante Deberá consistir de: Portada Índice Introducción Resumen Cuerpo del trabajo Conclusiones Recomendaciones Anexos Bibliografía 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Fuentes de Información Arévalo, J. (2007). Extracción por Solventes para plata, utilizando Lix-79 de soluciones de Tiosulfato de Amonio. México. Burroghs, G. (1989). Metalurgia extractiva no ferrosa. México. Ed. Limusa Habashi, F. (1970). Principles of extractive Metallurgy. New York. Ed. Gordon and Breach, Science Publishers, Inc. Perry, R.H. (1982). Manual del Ingeniero Químico. México. Ed. Mc. Graw Hill Weiss, N.L. (1985).Mineral Processing Hand Book Vol. II. New York. Ed. Society of Mining Engineers. http://www.pucp.edu.pe/departamento/ingenieria/metalurgia/ciuf/E/pdf/gonzalo_chavez_chirinos.pdf http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1561-08882001000100009
Elemento de competencia: 3. Explicar los procesos de cementación y refinación electrolítica, aplicando los principios de oxido-reducción y el diseño industrial convencional, para la obtención de un producto comercial de alta pureza. Fase
Contenido
Actividades con tiempos de dedicación (T.D)
Estrategias de formación
Proceso Merrill-Crowe. Consideraciones electroquímicas de la cementación. Fusión del cinc-cemento.
Investigación documental Asignación de tareas
Actividades supervisadas Mediante apoyo audiovisual se expondrá el proceso Merrill-Crowe, así como sus usos en la industria minero-metalúrgica.
Describir el proceso de precipitación química.
Precipitación química. Fusión del precipitado Químico
Documentación bibliográfica. Asignación de tareas
Exposición sobre los procesos de Precipitación química y la importancia de ésta en el área metalúrgica.
Identificar los procesos de deposición Electrolítica y Refinación
Deposición electrolítica. Refinación.
Investigación del tema. Auto-evaluación de tareas asignadas
Debate sobre los temas de depositación electrolítica, así como la refinación de metales
Describir el proceso Merrill-Crowe
Atributos genéricos Razonamiento crítico. Capacidad de análisis y síntesis Toma de decisiones Capacidad de trabajo en equipo
Materiales didácticos de apoyo Secuencia didáctica. Textos bibliográficos. Internet. Cañón y equipo de cómputo. Pintarrón y marcadores 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Valores y actitudes Responsabilidad Puntualidad Iniciativa Participación Respeto
(T.D) 2h
Actividades Independientes Realizar un trabajo de electroquímica de la cementación. Investigar la fusión del cinc-cemento y realizar un resumen.
(T.D) 2h
4h
Investigar los principales usos de la precipitación química a nivel laboratorio e industrial.
2h
4h
Elaborar un resumen de los procesos de depositación electrolítica y refinación.
2h
1h
Evaluación Evidencias de la competencia Trabajos del Proceso de cementación Merrill-Crowe. Resumen de los procesos de electro refinación y refinación de metales Examen teórico Aspectos afectivo-emocionales Responsabilidad, veracidad de resultados en su práctica de laboratorio, orden, compromiso, respeto, asistencia, exactitud, puntualidad y limpieza
Portafolio del estudiante El Portafolio deberá consistir de: portada, índice, introducción, resumen, cuerpo del trabajo, conclusiones, recomendaciones, anexos y bibliografía. Fuentes de Información Burroghs, G. (1989). Metalurgia extractiva no ferrosa. México. Ed. Limusa Kawatra, S.K. (2001). Mineral Biotechnology. Ed. Society for Mining, Metallurgy and Exploration Pehlke, R.D. (1984). Unit Processes of Extractive Metallurgy. Ney York. Ed. Elsevier Science. Torres, R.A. (1984). Metalurgia No ferrosa. México. Ed. Limusa S.A de C.V. Weiss, N.L. (1985).Mineral Processing Hand Book Vol. II. New York. Ed. Society of Mining Engineers. http://www.uia.mx/campus/publicaciones/quimanal/pdf/6reaccionesprecipitacion.pdf .
Elemento de competencia: 4. Realizar una práctica de laboratorio inductiva en el proceso hidrometalúrgico, con base al conocimiento obtenido en clase-aula, para la integración de los elementos de competencia anteriores Fase
Contenido
Estrategias de formación
Actividades con tiempos de dedicación (T.D)
Preparar el mineral a Asignación de tareas. lixiviar. Enseñanza dirigida. Preparar soluciones Trabajo colaborativo lixiviantes. Determinar pH. Determinar concentración de los disolventes. Determinar concentraciones de licores
Actividades supervisadas El alumno realizará una caracterización mineralógica del mineral indicado por el facilitador. El facilitador indicará el método de lixiviación al alumno. El alumno deberá indicar el agente lixiviante y su concentración. El alumno deberá realizará la práctica para obtener el licor de la lixiviación y determinar sus concentraciones.
Realizar una concentración y Purificación de la disolución obtenida en la fase anterior
Uso de carbón activado. Uso de resinas de intercambio iónico. Uso de extracción por solventes. Cementación
Asignación de tareas. Trabajo colaborativo. Enseñanza dirigida.
El facilitador explicará las actividades a realizar en la práctica de concentración y purificación. El alumno realizará una práctica para concentrar y purificar la disolución obtenida en la fase anterior.
1h
Manipular la recuperación del producto y la interpretación de resultados.
Uso Celdas electroquímicas. Oxido-Reducción. Balances Generales.
Asignación de tareas. Enseñanza dirigida. Trabajo colaborativo. Elaboración de Reporte
El facilitador explicará las actividades a realizar en la práctica de cementación y electrorefinación El alumno realizará una prueba de cementación con Zinc en polvo. El alumno refinará el producto de cementación. El alumno analizará e interpretará los resultados obtenidos en la práctica
1h
Utilizar la lixiviación en forma dinámica o estática de un minera
(T.D) 1h
Actividades Independientes Consulta bibliográfica sobre el tema.
(T.D) 2h
30 Min. 30 Min. 8h
4h
1h 4h 1h
Elaborar un reporte completo de la práctica.
5h
Atributos genéricos Razonamiento crítico. Capacidad de análisis y síntesis Toma de decisiones Capacidad de trabajo en equipo
Materiales didácticos de apoyo Secuencia didáctica. Textos bibliográficos. Internet. Botellas y columnas de lixiviación. Agentes lixiviantes Ph-metro. Zinc. Bomba de vacío. Celdas electroquímicas Cristalería en general. Filtros. Mufla. Microscopio. Reactivos.
Valores y actitudes Responsabilidad Puntualidad Iniciativa Participación Respeto
Evaluación Evidencias de la competencia El portafolio deberá contener las siguientes evidencias: Reporte de la práctica de laboratorio Aspectos afectivo-emocionales Responsabilidad Veracidad de resultados en su práctica de laboratorio Orden Compromiso Respeto Asistencia Exactitud Puntualidad Limpieza Portafolio del estudiante Deberá consistir de: Portada Índice Introducción Resumen Cuerpo del trabajo Conclusiones Recomendaciones Anexos Bibliografía Fuentes de Información
1. 2. 3. 4. 5.
Burroghs, G. (1989). Metalurgia extractiva no ferrosa. México. Ed. Limusa Kawatra, S.K. (2001). Mineral Biotechnology. Ed. Society for Mining, Metallurgy and Exploration Pehlke, R.D. (1984). Unit Processes of Extractive Metallurgy. Ney York. Ed. Elsevier Science. Torres, R.A. (1984). Metalurgia no Ferrosa. México. Ed. Limusa S.A de C.V. Weiss, N.L. (1985).Mineral Processing Hand Book Vol. II. New York. Ed. Society of Mining Engineers.
