UNIVERSIDAD UNIVERSID AD CATOLICA CATOLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS GEOLOGICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALÚRGICA Y MINAS
Informe Final Laboratorio Hidrometalurgia II CAMILO ALERTO FAR!AS "ASTAVINO "ASTAVINO RODRI#O ANDRES MU$O% ARCE MI#UEL AN#EL RODRI#UE% DIA% Profesora: Rossina Mena Olivares Antofaasta! C"ile ## $e %&nio #'()
!ndi&e
ÍNDICE................................................................................II NOMENCLATURA..................................................................V RESUMEN...........................................................................VI CAPÍTULO I..........................................................................1 1.1. Introducción.......................................................... Introducción................................................................................... ......................... 1 1.1Objetivos............. 1.1Objetivos......................... ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ .................................. ...................... 1 1.2 Problemática...... Problemática................... ......................... ........................ ........................ ........................ .............................................. .................................. 2
CAPÍTULO II.........................................................................3 2. Fund!"nto# Fund!"nto# t"órico#........................................................ t"órico#................................................................. ............... ...... 3 2.1.
Separación de fases:................ fases:............................. ......................... ........................ ........................................ ............................ 3
2.2.
Isoterma de extracción:........... extracción:....................... ........................ ......................... ......................... .............................4 .................4
2.3.
ar!a máxima:................. máxima:............................. ........................ ........................ ........................ .....................................4 .........................4
2.$.
"ontaje # p$esta p$esta en marc%a de $na celda de electroobtenc electroobtención:...............& ión:...............&
CAPÍTULO III........................................................................% 3. P&nt"!i"nto "'("ri!"nt&.......................................................... "'("ri!"nt&.............................................................. ....% % 3.1.
Separación de fases:................ fases:............................. ......................... ........................ ........................................ ............................ '
3.2.
Isoterma de extracción:........... extracción:....................... ........................ ......................... ......................... .............................' .................'
3.3.
ar!a máxima:................. máxima:............................. ........................ ........................ ........................ .....................................( .........................(
3.$.
"ontaje # p$esta p$esta en marc%a de $na celda de electroobtenc electroobtención:...............( ión:...............(
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ÍNDICE................................................................................II NOMENCLATURA..................................................................V RESUMEN...........................................................................VI CAPÍTULO I..........................................................................1 1.1. Introducción.......................................................... Introducción................................................................................... ......................... 1 1.1Objetivos............. 1.1Objetivos......................... ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ .................................. ...................... 1 1.2 Problemática...... Problemática................... ......................... ........................ ........................ ........................ .............................................. .................................. 2
CAPÍTULO II.........................................................................3 2. Fund!"nto# Fund!"nto# t"órico#........................................................ t"órico#................................................................. ............... ...... 3 2.1.
Separación de fases:................ fases:............................. ......................... ........................ ........................................ ............................ 3
2.2.
Isoterma de extracción:........... extracción:....................... ........................ ......................... ......................... .............................4 .................4
2.3.
ar!a máxima:................. máxima:............................. ........................ ........................ ........................ .....................................4 .........................4
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CAPÍTULO III........................................................................% 3. P&nt"!i"nto "'("ri!"nt&.......................................................... "'("ri!"nt&.............................................................. ....% % 3.1.
Separación de fases:................ fases:............................. ......................... ........................ ........................................ ............................ '
3.2.
Isoterma de extracción:........... extracción:....................... ........................ ......................... ......................... .............................' .................'
3.3.
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#
CAPÍTULO IV........................................................................) $.1. R"#u&tdo#.................................... R"#u&tdo#............................................................................. ................................................. ........ ) $.1.1. Separación de fases:............ fases:......................... ......................... ........................ ............................................ ................................ ) $.1.2. Isotermas de extracción:........ extracción:.................... ........................ ........................ ......................................... ............................. 1* $.1.3. ar!a máxima:........... máxima:....................... ........................ ........................ ........................ ......................... ............................. ................ 11 $.1.$. "ontaje # p$esta en marc%a de $na $na celda de electrobtención electrobtención:...............12 :...............12 $.2. An*&i#i# d" r"#u&tdo# + di#cu#ion"#...................................... di#cu#ion"#.............................................. ........1$ 1$ $.2.1. Separación de fases:............ fases:......................... ......................... ........................ .......................................... .............................. 14 $.2.2. Isoterma de extracción:......... extracción:..................... ........................ ......................... ......................... .............................14 .................14 $.2.3. ar!a máxima:........... máxima:....................... ........................ ........................ ........................ ......................... ............................. ................ 1& $.2.$. "ontaje # p$esta en marc%a de $na $na celda de electrobtención electrobtención:...............1' :...............1'
CAPÍTULO V.......................................................................1, -. Conc&u#ion"#.................... Conc&u#ion"#.......................................................................... ............................................................... ......... 1, -.1.
Separación de fases:................ fases:............................. ......................... ........................ ..................................... ......................... . 1(
-.2.
Isotermas de extracción:.......... extracción:...................... ........................ ........................ ....................................... ........................... 1(
-.3.
ar!a máxima:................. máxima:............................. ........................ ........................ ........................ ................................... ....................... 1+
-.$.
"ontaje # p$esta p$esta en marc%a de $na celda de electrobtenc electrobtención:...............1+ ión:...............1+
CAPÍTULO VI......................................................................1) i/&io0r...........................................................................................1)
CAPÍTULO VII.....................................................................2 An"'o#..................................................................................................2
*
!ndi&e de tabla' Ta+la (,Ta+la eneral $e -&estras so+re tie-.o $e se.ara/i0n $e O1A,,,,,,,,,,,,,2 Ta+la # Datos De Isoter-a De E3tra//i0n Para Ca$a Uno De los E3tra/tantes(' Ta+la * Res<a$os analisis /ara -a3i-a * ti.os,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(( Ta+la 4 Par5-etros o+teni$os $e la /el$a,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(#
!ndi&e de gr(fi&o' Gr5fi/o ( Grafi/o eneral $e tie-.o $e se.ara/i0n $e O1A,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(' Gr5fi/o # C&rvas * ti.os $e e3tra/tantes Ra6on O1A vs 7C&8#9,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(( Gr5fi/o * Con/entra/i0n -53i-a a/&-&la$a .ara /a$a e3tra/tante,,,,,,,,,,,,,,,,,(# Gr5fi/o 4 Masa te0ri/a real $e /o+re $e.osita$o,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(*
4
Nomen&latura S;: E3tra//i0n .or solventes, E-ero $e eta.as ne/esarias .ara el .ro/eso $e e3tra//i0n,
.+.+
Cara -53i-a:
Se .&so el or5ni/o $es/ara$o en /onta/to /on &n PLS $e 2 1l $e Cu
+2
&n P i&al a (!K en &na ra60n O1A (1(, A-+os vol>-enes $e (#)
-l /a$a &no se /olo/aron $entro $e &n e-+&$o $e/anta$or se llevaron al aita$or or+ital .or &n tie-.o $e ) -in a #)' r.-, L&eo se $e%0 se.arar las fases filtran$o el refino to-an$o &na .e?&eJa -&estra $e @ste! en $on$e .osterior-ente se le reali60 &na tit&la/i0n .ara sa+er la /on/entra/i0n $e Cu
+2
, Se $es/art0 total-ente el refino se are0 n&eva-ente PLS! el
$on$e el .ro/e$i-iento se re.iti0 "asta ?&e la /on/entra/i0n $e
Cu
+
2
en el
refino f&era /er/ano o i&al al valor $el PLS, El -@to$o se reali60 .ara e3tra/tante Al$o3i-a! Me6/la Ceto3i-a, se /onsi$er0 reali6ar ) eta.as,
.+/+
Monta%e .&esta en -ar/"a $e &na /el$a $e ele/troo+ten/i0n:
Se reali60 la instala/i0n $el /ir/&ito el@/tri/o en la /el$a $e ele/to o+ten/i0n! en $on$e se .osi/ionaron los /5to$os! ?&e .revia-ente f&eron .esa$os -o$ifi/a$os /on &n a$"esivo .ara tener el 5rea .are%a ?&e f&era /onstante! %&nto a los 5no$os $entro $e la /el$a, Se are0 &n ele/trolito ri/o /on &na /on/entra/i0n $e /o+re $e 4) 1l (K' 1l $e 5/i$o s&lf>ri/o, La /el$a se .&so en f&n/iona-iento .or &n tie-.o $e 2' -in! en $on$e se &tili60 &n -<itester .ara "a/er las -e$i/iones $e .oten/ial e intensi$a$ $e /orriente, Final-ente se v&elve a .esar el /5to$o .ara sa+er /&5l f&e la -asa real $e /o+re ?&e se $e.osit0,
K
CA)!TULO IV
/+*+
Re'ultado'+ /+*+*+ Se.ara/i0n $e fases:
Tabla *2 Ta+la eneral $e -&estras so+re tie-.o $e se.ara/i0n $e O1A,
2
#r(fi&o *2 Alt&ra $e la fase or5ni/a vs tie-.o .ara las $istintas /on$i/iones,
/+*+-+ Isoter-as $e e3tra//i0n: Tabla -2 Datos De Isoter-a De E3tra//i0n Para Ca$a Uno De los E3tra/tantes,
('
#r(fi&o -2 C&rvas * ti.os $e e3tra/tantes Ra60n O1A vs 7C&8#9
/+*+.+ Cara -53i-a:
Tabla .2 Res<a$os an5lisis /ara -53i-a * ti.os,
((
#r(fi&o .2 Con/entra/i0n -53i-a a/&-&la$a .ara /a$a e3tra/tante,
/+*+/+ Monta%e .&esta en -ar/"a $e &na /el$a $e ele/tro+ten/i0n:
Tabla /2 Par5-etros o+teni$os $e la /el$a,
(#
#r(fi&o /2 Masa te0ri/a real $e /o+re $e.osita$o,
(*
/+-+
An(li'i' de re'ultado' 3 di'&u'ione'
/+-+*+ Se.ara/i0n $e fases:
Es .osi+le ?&e al no &tili6ar el aita$or -e/5ni/o s&stit&irlo .or el teles/0.i/o! no se reali/e la aita/i0n re?&eri$a .ara la /o-.ro+a/i0n $e /ontin&i$a$ $e fase, Me$iante la o+serva/i0n! $e+e-os anali6ar la efi/ien/ia $e la al$o3i-a /eto3i-a! a$e-5s $e la $eno-ina$a -e6/la ?&e es &na! /o-o $i/e s& no-+re! -e6/la entre estas $os, Es ne/esario anali6ar las /&rvas $e se.ara/i0n $e las fases /on $iversos tie-.os a ?&e! entre -aor sea el tie-.o $e aita/i0n! es .osi+le ?&e -5s se $e-ore en se.arar /lara-ente a-+as! a ?&e si +ien no se -e6/lan! se e-&lsiona &na en otra, Al aitar en $iferentes .ro.or/iones las fases O1A! $e+erBa afe/tar en el tie-.o $e se.ara/i0n $e estas /+-+-+ Isoter-a $e e3tra//i0n:
Res.e/to a los r5fi/os! se a.re/ia &n $ato $is.ara$o /on res.e/to a la /eto3i-a /on /ontin&i$a$ or5ni/a! esto se .&$o "a+er $e+i$o a la in/orre/ta -ani.&la/i0n $e a?&el an5lisis! entre5n$onos &n $ato no i$0neo .ara n&estra /&rva, Ta-+i@n .o$e-os a.re/iar en los .&ntos $e -e6/la al$o3i-a /on /ontin&i$a$ or5ni/a &n error tanto .ara el valor real /o-o .ara el te0ri/o! esto se .&e$e $e+er a ?&e lora valores $e /o+re -& si-ilares en el or5ni/o /ara$o! esto ta-+i@n /onlleva a o+tener valores -& altos $e /o+re en el refino! .rovo/an$o &na -enor 5rea +a%o la /&rva,
(4
Para el n>-ero $e eta.as $e e3tra//i0n! a.are/e ?&e la /eto3i-a /on /ontin&i$a$ or5ni/a tiene &n n&-ero $e ) eta.as! -ientras ?&e la al$o3i-a -e6/la /on /ontin&i$a$ or5ni/a tiene * 4 eta.as res.e/tiva-ente esto se $e+e a ?&e! al tener &na -enor 5rea +a%o la /&rva re?&iere $e -aor n>-eros $e es/alones entre la /&rva la lBnea $e o.era/i0n, La -&estra ?&e lora la -aor re/&.era/i0n! es la ?&e &tili6a /o-o e3tra/tante la al$o3i-a /on /ontin&i$a$ or5ni/a! est5 a la ra60n O1A: (1)! o+tiene el valor $e an5lisis real $e !K 1l $e C&8# esto se $e+e a ?&e la al$o3i-a tiene &n -aor .o$er $e e3tra//i0n a $iferen/ia $e los otros e3tra/tantes! .ero .ier$e esta+ili$a$ fBsi/a,Al -o-ento $e tit&lar el C&8#! s&rieron $ifi/<a$es al re/ono/er el /olor le/"oso! rosa$o /re-oso $e /a-+io a $enotar! esto se .ro$&%o a ?&e la /anti$a$ $e C&8# era -& -enor, De este -o$o se entrearon res<a$os err0neos, /+-+.+ Cara -53i-a:
Para los $istintos ti.os $e e3tra/tantes! el -5s .o$eroso es la al$o3i-a en /o-.ara/i0n /on s& /o-.eten/ia /eto3i-a, Se /o-.ro+0 &na e3tra//i0n $e /o+re -aor -5s r5.i$a $e la al$o3i-a $e+i$o a s& ran /a.a/i$a$ $e e3tra//i0n $e /o+re, En rela/i0n a la /anti$a$ $e e3tra/tante re?&eri$a en el or5ni/o! te0ri/a-ente se -ane%an valores /er/anos a &n (,) $e+e-os /o-.ro+ar si este .or/enta%e lo o+ten$re-os e3.eri-ental-ente,
()
/+-+/+ Monta%e .&esta en -ar/"a $e &na /el$a $e ele/tro+ten/i0n:
Para el .ro/eso $e ele/tro+ten/i0n no se -i$ieron
.ar5-etros $e
efi/ien/ia /on res.e/to a lo ?&e entra es i&al a lo ?&e sale! /o-o en &na /a%a nera, Sino ?&e tiene ?&e ver en ?&e tan +ien se o/&.0 la /orriente $e la /el$a, Te0ri/a-ente se $e+i0 o+tener &n ),2 $e /o+re e.osita$o /on la /orriente a$-inistra$a el tie-.o $e esta$Ba $el 5no$o en el .ro/eso, Posterior al .ro/eso $e ele/troo+ten/i0n se $e+e se/ar el /5to$o o+teni$o! .ara .o$er $eter-inar la -asa real $e /o+re $e.osita$o, 4,*,
(
CA)!TULO V 4+
Con&lu'ione' 4+*+
Se.ara/i0n $e fases:
E3.eri-ental-ente! la .r&e+a /on -aor @3ito f&e la $e al$o3i-a, Se o+serv0 &na /lara se.ara/i0n $e or5ni/o /ara$o $e sol&/i0n ri/a las /&ales se se.araron .or $ensi$a$ en .o/o tie-.o entre0 /olores /lara-ente o.&estos! &na sol&/i0n -& nera /orres.on$iente al or5ni/o /ara$o! en $iferen/ia a s& /ontra.arte ?&e era trans.arente -& +lan/a /orres.on$iente a la sol&/i0n .o+re, Por otra .arte se .&$o $e$&/ir ?&e entre -enor f&e el tie-.o $e aita/i0n! -enor f&e el tie-.o $e se.ara/i0n $e fases, Esto lo o+serva-os -& /lara-ente en $os $e los tres rafi/os $e tie-.o o+teni$os, Esto /onlleva ?&e al aitar .or -aor tie-.o! las fases se en/ontraran -5s e-&lsiona$as &na en la otra .or lo ?&e s& tie-.o $e se.ara/i0n $e fases ser5 -&/"o -aor,
4+-+
Isoter-as $e e3tra//i0n:
Se /on/l&0 ?&e el -e%or e3tra/tante .ara la re/&.era/i0n $el /o+re! f&e la al$o3i-a /o-o te0ri/a-ente se es.era+a, Este rea/tante o+t&vo !K 1l $e C&8# en el or8ani/o a &na ra60n $e )1(, En /&anto a n>-ero $e eta.as! el -e%or rea/tante f&e ta-+i@n la al$o3i-a /on * eta.as! lo ?&e se ve refle%a$o en el 5rea +a%o la /&rva $el rafi/o /orres.on$iente! $is-in&en$o la e3tra//i0n -ini-i6an$o los /ostos o.era/ionales, Por otra .arte la /eto3i-a es el e3tra/tante /on -aores .ro+le-as al -o-ento $e "a/er la /&rva $e (
o.era/i0n! .or tener la -enor 5rea +a%o la /&rva llean$o asi "asta ) eta.as $e e3tra//i0n,
4+.+
Cara -53i-a:
Se /on/l&0 ?&e la -e%or /a.a/i$a$ $e /ara en el or5ni/o f&e /on la /eto3i-a! el /&al o+t&vo &na /on/entra/i0n $e /o+re en el or5ni/o a/&-&la$o $e (#!(( 1l! esto se $e+e a ?&e la /eto3i-a tiene &na a/e.ta+le f&er6a $e e3tra//i0n e3/elente esta+ili$a$ ?&B-i/a fBsi/a, Sin e-+aro /ree-os ?&e estos res<a$os se $e+en a ?&e "&+o in/orre/tas -ani.&la/iones a ?&e en teorBa $e+erBa ser la al$o3i-a /o-o -e%or e3tra/tante, La in/orre/ta instr&-enta/i0n $e los /o-.&estos al -o-ento $e tit&lar! se ve /lara-ente refle%a$o en los res<a$os! a ?&e tiene &n a-.lio -aren $e error lo /&al es /onsi$era+le
4+/+
Monta%e .&esta en -ar/"a $e &na /el$a $e ele/tro+ten/i0n:
E3.eri-ental-ente! se o+t&vo &na -asa real $e !4* r $e /o+re $e.osita$o en n&estro /5to$o! esto /orres.on$e a &na -asa -aor a la es.era$a se>n n&estra -asa te0ri/a, El /5to$o no se se/0! se .es0 $ire/ta-ente, La efi/ien/ia $e /orriente $e n&estra /el$a f&e $e ((*!'(! es $e/ir se o+t&vo &na -asa s&.erior a la es.era$a a ?&e /ontenBa &n .or/enta%e $e "&-e$a$ $el ele/trolito, Ta-+i@n! /on esta -asa se $eter-in0 &n error $e ((!), El /ons&-o $e enerBa en los 2' -in f&e $e ',''2H
