Proceso Carbon Activado

CURSO: PROCESAMIENTO DE MINERALES DE ADSORCION –PRECIPITACION - FUNDICION Y REFINACION DEL ORO

PROCESO DE RECUPERACION ORO CON CARBON ACTIVADO

CONTENIDO 1.- MARCO TEORICO DE LA ADSORCION 2.- PROPIEDADES DEL CARBON 3.- VARIABLES DE OPERACIÓN EN LA ADSORCION 4. TERMODINAMICA Y CINETICA DEL PROCESO DE ADSORCION 5.- PROCESOS OPERATIVOS DE ADSORCION:CIC-CIP-CIL 6.- APLICACIONES DEL ISOTERMA FREUNDLICH EN CIRCUITO CIC 7.- CARBON FINO EN LAS ETAPAS DE ADSORCION Y DESORCION 8.- MARCO TEORICO DE LA DESORCION Y ELECTRODEPOSICION ORO 9.- PROCESOS DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO Y A.R.R.L 10.- REGENERACION QUIMICA Y TERMICA DEL CARBON

MARCO TEORICO DE LA ADSORCION

TEORÍA DE LA ADSORCION

TIPOS DE ADSORBENTES INDUSTRIALES

TIPOS DE ADSORCION

ADSORCION POR INTERCAMBIO: POTENCIAL DE CARGA CERO

TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO

TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO Es el proceso en donde el compuesto aurocianuro, en forma de ion queda en las estructuras y microestructuras (aberturas) de carbon absorbidos. La adsorción es el proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se adhieren a la superficie por fuerzas químicas o físicas (o una combinación de ambas). En la adsorción física, las fuerzas van der waals de bajo nivel dejan las impurezas en la superficie del carbón. En la adsorcion química utilizando carbones impregnados, las fuerzas son relativamente fuertes y ocurren en los lugares impregnados de la superficie. La adsorción física predomina cuando se utilizan carbones activados en la purificación de agua, y la eficiencia del carbón dependerá de su superficie disponible. La adsorción de elementos disueltos es compleja, porque en muchos casos la impureza sólidas y elementos disueltos tienen afinidad por la superficie carbonosa.

ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO

REPRESENTACION DE LA ADSORCION POR CARBON ACTIVO

TEORÍA DE LA ADSORCION DEL ORO EN EL CARBON Ion cianuro de oro Ion Sodio

SUPERFICIE DEL CARBON ACTIVADO

Ion Cianuro Molécula de agua

1.El Au(CN)2- adsorbe sobre intersticios del carbón activado. 2.El Na+ y Ca2+ son solo adsorbidos cuando el Au(CN)2- esta presente. Así probablemente son adsorbidos en la capa difusa 3.Cuando esta presente el Au(CN)2- adicional puede ser adsorbido en la capa difusa 4.El cianuro libre compite por los intersticios con el Au(CN)2-

ECUACIONES DE ADSORCION Y DESORCION DEL ORO –CARBON ACTIVADO



ADSORCION DEL AU-CARBON ACTIVADO





2 Au CN 2  Ca 2   Ccarbón      Ca C  Au CN 



2 2

DESORCION DEL AU-CARBON ACTIVADO

C - Au CN 2 n  nNaCN -     nNa



 n Au CN 2





C

MECANISMO DE ADSORCION DEL ORO EN EL CARBON ACTIVADO

Proceso por el cual las moléculas de la fase Líquida o gaseosa se adhieren a la superficie del carbón activado, tanto las superficies geométricas externas superficie interna de los capilares, las grietas y los intersticios. La adherencia es gobernada por una atracción electro-química. • Mecanismo 1: como aurocianuro Au(CN)2-, mediante fuerzas de Van der Walls. originan dipolos en el ión complejo. • Mecanismo 2: ión Au(CN)2- es reducido sobre C.A. como oro metálico dentro de la estructura del poro. Existe mucha controversia y confusión respecto del mecanismo por el cual el carbón activado se carga con Au(CN)2- . Por su gran superficie específica y sus características químicas, el carbón activado es capaz de adsorber al oro presente en solución, según mecanismos diversos, pero en los cuales predominaría la adsorción en asociación con un catión metálico tal como el Ca2+: Tiempo T= t

Concentracion en fase líquida (C)

Concentracion en fase sólida (q)

EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en el carbón y la que permanece en solución.

Superfície del carbon activado

Sítios de adsorcion Moléculas de Aurocianuro

CAPACIDAD DE CARGA EN EL CARBON: ANIONES VS CATIONES PRESENCIA DE IONES EN LA SOLUCION La capacidad de carga se incrementa con el incremento de cationes en solución Ca+2 > Mg+2 > H+ > Li+ > Na+ > K+

El complejo aurocianuro de calcio es el que más fuerte se adhiere al carbón y el de potacio es el más débil La capacidad de carga decrece con el incremento en la concentración de aniones en la solución en el siguiente orden: CN- > S-2 > SCN- > SO3-2 > OH- > Cl- > NO3-

El CN- compite fuertemente para adsorberse en sitios activos del carbón. Los cationes Ca2+,Mg2+ y Na+, son absorbidos en presencia de Au(CN) -2,no asi en ausencia de Au(CN)2-. La adsorcion del Ca2+,Mg2+ y Na+ aumenta con el incremento del PH y disminuye para el Au(CN)2- .

EFECTO DE LA CONCENTRACION DEL Ca 2+ y Na2+EN LA ADSORCION DEL ORO

CAPACIDAD DE CARGA EN EL CARBON: ANIONES VS CATIONES

ACCION DE LOS IONES MERCURIO Hg(CN)2 se adsorbe fuertemente, tal como lo hacen los complejos aniónicos Au(CN)2- Ag(CN)2-.

ACCION DE LOS IONES COBRE La adsorción se incrementa a medida que el valor del pH y la concentración del cianuro libre son más bajos. Ej. La carga se incrementa como el grado de coordinación y la carga en el complejo aniónico decrece en el siguiente orden: Cu(CN)2- > Cu(CN)32- > Cu(CN) 43-

La capacidad del carbón activado de adsorber varios complejos de oro sigue la siguiente secuencia: AuCl4- >Au(CN)2->Au(SCN)2-> Au[CS(NH2) 2] 2+ > Au(S2O3)23

ADSORCION SELECTIVA DE LOS COMPLEJOS CIANURADOS DE ORO Y PLATA

PROPIEDADES DEL CARBON ACTIVADO

CARBÓN ACTIVADO • El carbón activado es un carbón con una gran área superficial ( > 1000 m2/g ) debido a una estructura íntimamente porosa al cual se le han eliminado las sustancias volátiles y destruidos algunos enlaces moleculares. • Se fabrica calentando materiales orgánicos (carbón de madera, pepa de melocotón, cascara de coco, etc.) hasta temperaturas de 700 – 1000 °C en una atmosfera controlada, de vapor de agua, dióxido de carbono y/o oxigeno, eliminando los enlaces débiles. • Se utiliza ampliamente en la industria para remover color, olor, sabor de una infinidad de productos, y en la minería para recuperación de oro. • Como producto final puede ser granular, peletizado o en polvo

CARBÓN ACTIVADO

ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO Estructura del grafito

Estructura del carbón activado

Nota. La estructura del carbón activado es similar al de grafito, con la diferencia que se presentan mayor cantidad de espacios vacíos.

POROSIDAD EN LA ESTRUCTURA DEL CARBON ACTIVADO La adsorción por un sólido, es la captación de moléculas desde la fase líquida por la superficie del sólido. El carbón activado es un producto que posee una estructura cristalina reticular similar a la del grafito; es en extremo poroso y puede llegar a desarrollar grandes áreas superficiales.

ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO

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PROPIEDADES DEL CARBON - ADSORCION DE ORO Área especifica total, m2/g

1.150 – 1.250

Tamaño de partículas, g/cm3

1.18 – 2.36

Densidad de partícula, g/cm3

0.80 – 0.85

Densidad real, g/cm3

Densidad aparente en lecho, g/cm3 Diámetro equivalente de poros Å Volumen de poros en las partículas, cm3/g Factor de huecos en el lecho relleno, %

Calor especifico, kcal/kg/°C Contenido de ceniza, %

2.0 – 2.2

0.45 – 0.48 >10 /