SEDE CALAMA INGENIERIA EN METALURGIA Procesos Hidrometalúrgicos
Informe Proceso Hidrometalurgic Hi drometalurgico o
Nombre Alumno (s): Rodolfo Berger Lynette Castillo Alex Leyton Marcelo Vargas Ayleen Vizcarra Nombre Profesor: Solange Suazo Fecha: 12 de Julio de 2010
Índice
Capítulo I Introducción……………………………………………………………………………………………………………………. 2
Capítulo II Etapas del Proyecto ……………………………………….. .................................................................. 3
Carta Gantt
Capítulo III Actividades……………………………………………………………….……………….… .…………………………………. 4
Planificación Compras Construcción Chancado de mineral
Muestreo…………………………………………………………………………………………………………………………. 5 Análisis Granulométrico…………………………………………………………………………………………………… 6 Tabla de análisis granulométrico……………………………………………………………………………………… 7
Capítulo IV Procesos……..…………………………………………………………………..………………………………………………. 8 Lixiviación…………………………………………………………………………………………………………………………. 8 Extracción Por solvente …………………………………………………………………………………………………. 10 Electro-obtención…………………………………………………………………………………………………………….14
Conclusión……………………………………………………………………………………………………………… .………15
Capítulo I Introducción En el siguiente informe daremos a conocer el proceso hidrometalúrgico que realizamos paso a paso, realizado para la obtención de cobre. La hidrometalurgia, consiste en extraer el metal, aplicando reacciones que ocurren en un medio acuoso. La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extracción y recuperación de metales usando soluciones liquidas, acuosas y orgánicas. Se basa en la concentración de soluciones en uno a varios elementos de interés metales, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias físicas de las soluciones son separados y aislados de forma específica. Como resultado se obtiene una solución rica en el ion de interés y con características propicias para la próxima etapa productiva.
Capítulo II Etapas del Proyecto Para la construcción y operación de las etapas de hidrometalurgia realizamos una carta Gantt, en la cual se estimaron las fechas para cada etapa del proceso.
Carta Gantt Mes Actividades / Nº de Semana
Abril
Mayo
Junio
Julio
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Planificación Compras Construcción de planta chancado de Mineral Análisis Granulométrico Lixiviación Electro-obtención Preparación de agente lixiviantes Análisis Químico de muestras obtenidas Disertación Preparación de informe
Nota: Estas son solo fechas propuestas para el avance del proceso.
A continuación se dará el detalle de las actividades propuestas por la carta Gantt .
Capitulo III Actividades: Planificación: En esta etapa se tomo la decisión del tipo de circuito a utilizar y los materiales necesarios para cada etapa del proceso se realizaron bosquejos de la maqueta y posibles dimensiones de esta, también se nos entregan los espacios físicos para cumplir con el proyecto, los cuales se miden para hacerlos coincidir con el tamaño del prototipo.
Compras: Esta se realizó de manera conjunta entre todos los integrantes del grupo los cuales cotizaron los materiales y se entregaron nuevas ideas para cada proceso.
Construcción: Estas serán detalladas en cada etapa del proceso hidrometalurgico ejecutado, las cuales se detallaran más adelante.
Chancado de Mineral: La etapa de conminución se empleo una muestra total de 26,640 kg de mineral, la cual fue dividida para chancar en dos lotes de 13,540 kg (muestra 1) y 13,100 kg (muestra 2), las cuales fueron conminuidas en dos etapas de chancado logrando una distribución granulométrica aproximada de - 3/4 ``, siendo compositadas, y formando una sola muestra
A continuación se presentan equipos utilizados
Chancado I
Chancado II
Muestreo: Esta etapa es realizada para la obtención de una muestra representativa para el análisis granulométrico que posteriormente se va a realizar. Este proceso consistió en las siguientes etapas: a) Cuarteo: se corto una muestra total de 18,380 kg en dos muestras de 9,470 Kg (muestra 1) y 8,910 Kg (muestra 2), de estas dos se tomo una (muestra 1) y se volvió a cortar para lograr una nueva muestra de 4,690 Kg y 4,760 Kg. Este proceso fue realizado en un cortador de rifle y con el procedimiento de cono y cuarteo. b) Roleo: todo el proceso que se realizo en cuarteo estuvo acompañado del roleo, en el cual se utilizo un trozo de plástico resistente. Materiales utilizados: Plastico resistente para roleo 1mt. Bolsas resistentes (recolección de muestras)
Equipos:
Cortador de Riffle
Análisis Granulométrico: Su finalidad es obtener la distribución de tamaño de las partículas presentes en una muestra. Para obtener la distribución de tamaño, se emplea tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Materiales: Tamices Brocha Bolsa para recolección de muestra Balanza Ro-tap
Tamices Ro-Tap
Tabla de análisis granulométrico Masa (kg)652,5
Muestra: Mallas ASTM 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 30 40 50 70 100 120 200 -200 Total
Tamaño Abertura µm 19000 12500 9500 6300 4750 4000 3350 2360 1700 1680 1410 1190 1000 850 600 420 300 212 150 125 75
Peso Retenido Gr 8,8 140,6 210 106,6 39,2 20,7 16,2 26,2 9,6 8,0 9,2 6,6 5,3 4,1 8,9 6,5 5,4 4,4 4,1 1,5 4,2 6,4 652,5
Retenido Parcial % 1.35 21.55 32.18 16.34 6.01 3.17 2.48 4.02 1.47 1.23 1.41 1.01 0.81 0.63 1.36 1,00 0.83 0.67 0.63 0.23 0.64 0.98 100
Retenido Acum. % 98.65 77.10 44.92 28.58 22.57 19.40 16.92 12.90 11.43 10,20 8.79 7.78 6.97 6.34 4.98 3.98 3.15 2.48 1.85 1.62 0.98 0
Capítulo IV Procesos Lixiviación: La lixiviación, o extracción sólido-liquido, es un proceso en el que un disolvente líquido se pone en contacto con un sólido pulverizado para que se produzca la disolución de uno de los componentes del sólido. El proceso de lixiviación escogido fue el método por inundación, este se baso en la lixiviación por batea, la cual consiste en contactar un lecho mineral con una solución que percola e inunda la batea, que está provista de un fondo falso cubierto con un medio filtrante. La geometría del lecho la establece la batea. Este proceso es efectivo en aquellos casos donde el mineral a lixiviar presenta características especiales como: alta ley de óxidos y mineralización expuesta; alta porosidad; baja generación de fino durante el chancado y el ataque químico; baja retención de humedad y mínima compactación del lecho. Los ciclos de lixiviación en este caso son de varios días.
Los materiales ocupados fueron los siguientes
Acrílico (para armar batea) Silicona Antiácida Llave de paso Manguera de nivel Recipiente de alimentación y de recepción de soluciones
Imagen general de Proceso de Lixiviación
Recipiente de recolección de decantación de solución. Como primera vez, fue fuente de alimentación a la batea, en el contenía el agente lixiviante. Otra de las funciones que cumplió fue de desarenadora, ya que los sólidos eran retenidos en el fondo del recipiente.
En este recipiente realizamos la inundación del mineral para esto usamos una manguera de nivel y aplicamos dos técnicas, que es la inundación y el goteo. Aquí logramos obtener solución llamada PLS para los procesos posteriores, cabe señalar que la solución recirculo por aproximadamente 3 semanas, para aumentar concentración. El total de mineral lixiviado fue de 8 Kg de mineral con aproximadamente 8 Lts de solución acida a 19g/l.
Recipiente de recolección de soluciones.
Extracción por Solvente: La extracción por solventes aplicada a la Hidrometalurgia es una operación unitaria para la purificación y concentración de una amplia variedad de metales. Esta consiste en el contacto de una fase orgánica que contiene un extrayente con una fase acuosa que contiene el metal de interés. El extrayente reacciona químicamente con el metal para formar un complejo organometal el cual es soluble en la fase orgánica. Las impurezas por lo general no reaccionan con el extrayente y se quedan en la fase acuosa. La fase orgánica que contiene el complejo organo -metal es separada de la fase acuosa. El metal es recuperado y concentrado en otra fase acuosa por la reacción química inversa. Para nuestro proyecto ocupamos solo la parte experimental, ya que no realizamos la separación de fase en un decantador.
Materiales:
Botella de vidrio trasparente Llave de bola Agitador Recipiente de recolección de acuoso Orgánico
Imagen general de proceso de Extracción por Solvente
El Agitador cumple la función de hacer contar la fase acuosa con la orgánica.
En la etapa de extracción se realizo el contacto entre el PLS (acuoso) y el orgánico, como resultado se obtuvo refino (acuoso) y un orgánico cargado. En esta imagen se puede ver la separación de las fases.
Como se puede ver en esta imagen, aquí se está realizando el vaciado del mixer (la botella cumple la función de mixer), para la obtención de la fase acuosa.
También se realizo una etapa de re-extracción, en donde su fase acuosa se paso al proceso posterior de electro-obtención.
Electro-obtención: La precipitación por reducción electrolítica -comúnmente conocida como electro-obtención o electro-depositación es uno de los procedimientos actuales más sencillos para recuperar -en forma pura y selectiva- metales que se encuentren en solución. La electro-obtención es particularmente interesante en el proceso de producción de cobre, ya que prácticamente todo el cobre de uso industrial a nivel mundial, requiere del grado de pureza establecido por los estándares del cobre electrolítico. Básicamente, este proceso consiste en recuperar el metal desde una solución de lixiviación debidamente acondicionada (solución electrolito), y depositarlo en un cátodo, utilizando un proceso de electrólisis. Para ello se hace circular a través de la solución electrolito, una corriente eléctrica continua de baja intensidad entre un ánodo (la solución misma) y un cátodo. De esta manera, los iones del metal de interés (cationes) son atraídos por el cátodo (polo de carga negativa) depositándose en él, y las impurezas quedan disueltas en el electrolito y también precipitan en residuos o barros anódicos. En nuestro proyecto realizamos la electro-obtención involucrando varios factores como la temperatura y la corriente para ello procedimos de la siguiente manera. Materiales:
Acrílico (para realizar la celda de electro-obtención) Termómetro de laboratorio Calentador Recipiente resiste al calor (para realizar baño maria) Silicona antiácida Ánodos Cátodos Separadores (Realizados con palitos de madera) Alambre conductor Trasformador de 12volt
Imagen general de proceso de Electro-obtención
Conclusión:
