LABORATORIO2 HIDROMETALURGIA

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES HIDROMETALURGIA MET 213

LIXIVIACIÓN DE MANGANESO POR AGITACIÓN A PARTIR DE PIROLUSITA

Estudiante: Univ. Villca Aro Nemy Docente: Ing. Agustín Cárdenas Revilla Auxiliar: Univ. Jorge Quispe Aguirre Fecha: 06 – oct - 2017

La Paz – Bolivia Bolivia

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RESUMEN Para lixiviar pirolusita por agitación usamos el equipo que contiene un magneto que ayuda a este fin, a la vez acondiciona la temperatura de la pulpa. La solución a ser agitada para ser lixiviada se preparó con el mineral de dióxido de manganeso, ácido oxálico y ácido sulfúrico produciéndose una reacción cuyos productos son dióxido de carbono, sulfato de manganeso y agua. Cabe mencionar que la reacción de agregar el reductor, el ácido oxálico, es una reacción muy efervescente; culminando con la práctica se procedió a filtrar esta pulpa formada obteniendo el licor rico en manganeso, en este caso particular este licor resultó ser de un color diferente al rosado característico.






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LIXIVIACIÓN DE MANGANESO POR AGITACIÓN A PARTIR DE PIROLUSITA 1. INTRODUCCIÓN El dióxido de manganeso, es por lo general poco soluble en ácido sulfúrico y mineral con alto contenido de manganeso, es por ello que se lixivia lixivia con ácido oxálico que es un reductor de la pirolusita, y para mejorar el contacto superficial de los reactivos se obta por la lixiviación por agitación empleando un equipo que no solo produce la agitación, además aumenta la temperatura de la pulpa, eto para mejorar el contacto superficial del mineral con la solución. 2. OBJETIVOS 2.1.Objetivo General  Lixiviar manganeso por agitación agitación a partir de (pirolusita).

dióxido de manganeso

2.2.Objetivo Específico  Obtener la PLS rica en manganeso y por análisis químico apreciar el contenido de manganeso por litro de solución. 

Filtar la solución y secar las colas para el análisis análisis químico correspondiente y apreciar el porcentaje de recuperación.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1. Lixiviación por agitación La lixiviación por agitación requiere que el mineral esté finamente molido, aumentando el área expuesta. La agitación disminuye el espesor de la capa límite y maximiza el área de la interface gas-líquido. Se utiliza preferentemente para minerales no porosos o que produzcan muchos finos y especialmente en la disolución de especies que requieren drásticas condiciones de operación. Se aplica a minerales de leyes altas, que justifican la molienda, o bien a concentrados o calcinas de tostación, que por sus menores volúmenes permiten justificar el gasto de una agitación, a cambio de una mayor recuperación y de un menor tiempo de proceso. El proceso de agitación funciona muy bien para minerales con tamaños inferiores a 150






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entre 35 – 35 –50% 50% de sólidos, dependiendo del tamaño de las partículas, part ículas, la gravedad específica y la presencia de minerales que incrementan la viscosidad de la pulpa, como las arcillas.

Considerando que existen otros factores que influyen en ete tipo de lixiviación como: o o o o

la temperatura porcentaje de sólidos velocidad de agitación tamaño de partícula del sólido

3.2. La pirolusita La pirolusita es un mineral un mineral del grupo de los óxidos. los óxidos. Químicamente es dióxido de manganeso, que manganeso, que puede presentar una gran cantidad de hábitos de hábitos cristalinos, aunque cristalinos, aunque en general se presenta en forma de agregados cristalinos fibrosos. El nombre procede del griego, piro es fuego y lousis es lavadura, lavadur a, ya que en la antigüedad se usaba para quitar el color verdoso que le daba al vidrio al vidrio la presencia de componentes de hierro. de hierro. La pirolusita es un óxido de manganeso clasificada dentro del grupo del rutilo, minerales que cristalizan en el sistema tetragonal clase ditetragonal dipiramidal, con fórmula general M4+O2, donde M es un metal (Ti, Pb, Sn, Ge, etc.). Es de color negro a gris, con brillo metálico (mate cuando es masiva) y raya negra a negra azulina. La dureza varia de 6 a 6,5, pero puede bajar incluso a 2 cuando es masiva.






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que las dendritas de óxidos de manganeso son pirolusitas. Sin embargo no se han encontrado pirolusitas dendritas en ningún lugar del mundo, siendo estas formadas por birnessita, coronadita, criptomelana, hollandita, romanèchita, todorokita u otros óxidos de manganeso, siendo estas indistinguibles visualmente e incluso presentan problemas con la difracción de rayos X. La variedad de pirolusita conocida como polianita corresponde a un pseudomorfismo de manganita de manganita pseudoortorrómbica (la manganita tiene en realidad una estructura monoclínica). Muy común en todo el mundo y, junto con la rodocrosita, la rodocrosita, son la principal mena principal mena del manganeso. del manganeso. La La extracción de manganeso de la pirolusita se lleva a cabo por electrólisis. electrólisis. El manganeso es un metal muy valorado estratégicamente, pues es un componente del acero del acero y otras aleaciones otras aleaciones tales como el bronceel bronce-manganeso. manganeso. Como es un agente oxidante agente oxidante se usa para la fabricación de cloro de cloro y desinfectantes(permanganatos) desinfectantes(permanganatos).. También se usa para la decoloración del vidrio, pues cuando se mezcla con el vidrio fundido se oxida el hierro ferroso a hierro férrico, con lo que desaparecen los colores verdosos y marrones que tendría el vidrio. Se usa también como material colorante en la fabricación de pinturas de pinturas verde y violeta y en tintes en tintes para para telas, así como para dar colores violeta o ámbar a azulejos y cerámica. cerámica. La variedad polianita variedad polianita se suele extraer en centroeuropa. Enormes depósitos de pirolusita se están explotando en Georgia, en Georgia, en el Decán el Decán (India), (India), Brasil, Ghana Brasil, Ghana y Sudáfrica. En Sudáfrica. En España España hay importantes yacimientos en Asturias en Asturias y Huelva. En Bolivia la comercialización de minerales de manganeso (pirolusita, psilomelano) se hace interesante cuando estos son casi puros, presentando por tanto tenores de manganeso elevados. Los yacimientos encontrados en nuestro país se caracterizan por ser de dos tipos:

Tipo A. Yacimientos con bajo contenido de manganeso (menor a 20%). Tipo B. Yacimientos con alto contenido de manganeso (mayor a 20%), pero con alto contenido de impurezas. Por lo que su comercialización no es posible. Estudios






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recuperación2difícil filtración filtración de manganeso de estos yacimientos mediante un proceso de reducción carbotérmica para obtener MnO, y posteriormente lixiviar el producto en medio ácido en ausencia de un agente oxidante. En la etapa de lixiviación, se propone además estudiar la aplicación de las aguas ácidas de mina como agentes de lixiviación. Es conocido que la formación de las aguas ácidas de mina obedece a un proceso natural de oxidación de minerales sulfurados en presencia de oxígeno y agua y que es catalizado por microorganismos del genero Thiobacillus. Esta formación está descrita de acuerdo a la siguiente reacción general: MeS + 2 H2O H2O + 5O2 MeSO4 + 2 H2SO4 Estas aguas ácidas, denominadas en nuestro medio como “aguas de copajira”, se constituyen hoy en día en una de las principales fuentes de contaminación del medio ambiente en varias regiones mineras de nuestro país, debido a que se caracterizan por presentar una serie de metales. Por P or 3 pesados tóxicos disueltos y ser fuertemente ácidas tanto, su aplicación en la lixiviación lixiviación del producto de reducción, permitiría mitigar su efecto potencial de contaminación.

Datos generales Fórmula: MnO2 Sistema de cristalización: Tetragonal Lustre: Submetálico Color: Gris acero, gris hierro o gris azulado

Dureza: 2-2,5 Rareza: común Características distintivas: Hábito, brillo, dureza, color y raya Grupo de minerales: Grupo del Rutilo








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3.3. Reductores de pirolusita En el siglo XIX España era uno de los principales productores mundiales de mineral de Manganeso y cuando empieza a utilizarse este metal en la industria siderúrgica, España era el principal abastecedor del mercado mundial, considerándose sus yacimientos como los más importantes del mundo. Pero esta situación fue cambiando durante el siglo XX y los minerales españoles se fueron devalorizando, debido entre otras razones a que estos minerales presentaban muchos inconvenientes en los tratamientos pirometalúrgicos tradicionales por ser muy siliciosos y de baja ley. Se realizó entonces en el CENIM un exhaustivo estudio sobre diferentes procesos hidrometalúrgicos, utilizando las plantas anteriormente mencionadas, definiéndose como el más apropiado para el beneficio de esos minerales pobres, la lixiviación de la pirolusita (MnO2) con ácido sulfúrico y pirrotita (sulfuro ferroso). El MnO, que se obtiene en el proceso de la reducción con carbón, se lixivia con una solución de ácido sulfúrico de acuerdo a la siguiente reacción: MnSO4 + H2O (5)MnO + H2SO4 La reacción iónica de la disolución sería: MnO + 2 H+ + 2 e- Mn2+ + 2 H2O E0 = - 0.727 - 0.0591 pH el Mn2+ es estable en pH ácidos en el sistema Mn – H2O. El MnO puede ser disuelto en soluciones ácidas, sin la presencia de un agente oxidante, mientras que el MnO2, requiere para su disolución en medio ácido de la presencia de un agente que se oxide y permita la reducción del Mn4+.






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cuenta la termodinámica de la estabilidad de las especies que se están formando y los Diagramas de Eh – pH nos permite tener una idea general de las zonas de estabilidad de los elementos y compuestos que se están formando.

4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 4.1. Equipos, Materiales y Reactivos Los equipos, materiales y reactivos que se emplearon en laboratorio se detallan en la siguiente tabla:






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Termómetro Embudo

4.2. Procedimiento Experimental La secuencia del desarrollo del laboratorio se indica en el siguiente flujograma. Mineral de Manganeso (preparado) Ácido oxálico

Solución de ácido sulfúrico al 20% Agitación con el magneto Filtración

PLS

Colas

Análisis químico por Mn

Análisis químico por Mn

4. DATOS ADQUIRIDOS De acuerdo a los resultados del análisis químico de la LPS obtenida, ley de cabeza y de las colas del filtrado, se tiene lo siguiente:






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5. BIBLIOGRAFÍA

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Microsoft Encarta 2009. 1993-2008 Microsoft Corporation. Daniel W. Kappes, Cassiday& Associates, Precious Metal Heap Leach Design and Practice Reno, Nevada. Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, Vol. 2, N." 1, 1982 http://www.revistasbolivianas.org.bo/pdf/rmuto/n24/n24_a06.pdf

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