Spanish Red Book

October 14, 2017 | Author: Nathalie Jamett Guillier | Category: Copper, Ph, Aluminium, Ammonium, Ammonia
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MCT Redbook Reactivos de Extracción por Solvente y sus Aplicaciones

Ir a los extremos es nuestro negocio. Hoy en día, la industria minera está enfrentada a una multitud de demandas, como también desafíos. Esto incluye el mantenimiento de la seguridad ocupacional, asegurando una creciente compatibilidad ambiental y productos de mayor calidad y de costos menores. Cognis satisface estas demandas del mercado y continúa profundizando la investigación y el desarrollo de productos y procesos, y adaptando nuestros servicios para solucionar las necesidades especiales de cada cliente. El proceso de purificación de metales puede alcanzar niveles más altos de eficiencia y producir productos metálicos finales de mayor calidad a través del valor agregado brindado por el servicio y los reactivos de Cognis. Con más de cincuenta años de experiencia en extracción por solvente y en tecnologías relacionadas, Cognis entrega soluciones inteligentes de un elevado comportamiento para enfrentar los nuevos desafíos de la industria minera y establece nuevos estándares para el futuro. Proveemos una línea completa de reactivos quelantes y de intercambio iónico líquido y sistemas diseñados para recuperar metales de soluciones acuosas. Nos especializamos en recuperación de metales básicos y metales de energía y ofrecemos servicio de asistencia superior bajo la insignia de MSP® para todos nuestros productos. La división de Cognis de Tecnología de Productos Químicos para la Minería es un socio confiable y estratégico de las principales compañías internacionales en la industria minera mundial.

MCT Redbook Contenidos INTRODUCCION

03

01

DESCRIPCION DEL PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTE I. Especies Metálicas Extraíbles II. Requerimientos de los reactivos

TIPOS DE EXTRACTANTES I. Agentes quelantes A. Comentarios Generales B. Aplicaciones Comerciales para Recuperación de Cobre 1. Soluciones de Lixiviación con ácido sulfúrico a. Reactivos Comerciales LIX® de Extracción por Solvente para Cobre b. Reactivos Cognis LIX® de Extracción por Solvente para Cobre

07

2. Soluciones de Lixiviación Amoniacal C. Reactivos Quelantes Cognis y Algunos de Sus Otros Posibles Usos D. Costo de Capital para SX/EW para Cobre E. Programa de Laboratorio para Evaluar Soluciones de Lixiviación De Cobre 1. Isotermas de Extracción y Reextracción 2. Diagramas de McCabe-Thiele 3. Circuitos Continuos de SX para Cobre F. Isocalc®, Diagramas de McCabe-Thiele Generados en Computador para Cobre

35

II. Extractantes de Par de Iones A. Serie Alamine® B. Serie Aliquat® C. Programa de Evaluación para Extractantes de Par de Iones D. Actuales y Posibles Futuros Usos de Extractantes Amina III. Extractantes Tipo Neutro o Solvatante IV. Extractantes Acido Orgánicos V. Substitución de Enlaces

41

MCT Redbook REACTIVOS EN DESARROLLO, ORO

49

DILUYENTES DE EXTRACCION POR SOLVENTE

CONCLUSION

51

47 49

CONTROL DE CALIDAD COGNIS Y OTROS PROCEDIMIENTOS UTILES I. II. III. IV. V. VI.

Pruebas estándar de control de calidad para reactivos LIX oximas Análisis de cobre en el orgánico de las soluciones de SX Análisis de cobre en las soluciones acuosas de SX Pruebas de control de calidad Cognis para reactivos LIX oximas para Níquel Procedimiento de pruebas de tratamiento con arcillas Determinación colorimétrica directa de Uranio en aminas

BIBLIOGRAFIA

Fotos de minerales cortesía de Arizona Sonora Desert Museum.

69

MCT Redbook INTRODUCCION Una creciente demanda por los metales en general y en particular mayor pureza de los metales, frente a las decrecientes leyes de los minerales y a regulaciones ambientales mas exigentes, están continuamente conduciendo la investigación a la búsqueda de métodos mas efectivos y eficientes, para procesar los minerales que tenemos disponibles, como también el reciclaje de metales previamente usados. La Hidrometalurgia ha proporcionado y continuará proporcionando, muchos de los nuevos procesos. La tecnología de extracción por solvente por cierto juega un importante rol en muchos de estos nuevos procesos.

debido a la parte económica. El costo para desarrollar un nuevo reactivo, acrecentado por las regulaciones relativas a la toxicidad de los productos químicos y por los pequeños mercados de muchos metales, juega en contra del desarrollo de nuevos extractantes para metales. Es importante para el lector comprender, que la extracción por solvente es solo un proceso unitario entre

La extracción por solvente como técnica simplificada para purificar y recuperar un metal se remonta a 1842 cuando Peligot extrajo nitrato de uranilo en éter etílico.1 La literatura química tiene cientos de referencias del uso de la extracción por solvente como una técnica en química analítica y una gran cantidad de conocimiento fundamental en extracción por solvente, particularmente en el área de la química de soluciones orgánicas basadas en extractantes, viene de la química analítica.2 La tecnología de la extracción por solvente se ha aplicado a escala comercial para la recuperación de uranio, vanadio y molibdeno desde la década del 503 y al cobre y níquel desde fines de los 60 y principios de los 70.4,5 Por este mismo espacio de tiempo, Cognis Corporation (inicialmente General Mills, Inc.) ha estado comprometida en el desarrollo de la tecnología de extracción por solvente en general y de los reactivos de extracción por solvente en particular. Este compromiso ha dado por resultado el desarrollo y manufactura de los reactivos LIX®, Alamine® y Aliquat®. Reactivos usados exitosamente por muchas operaciones comerciales alrededor del mundo. Estos reactivos Cognis, se destacan por el amplio rango de condiciones en las que operan y por sus esquemas de trabajo libres de polución ambiental. Mientras esté en el dominio de la factibilidad técnica que los hidrometalurgistas puedan alcanzar una ilimitada selección de reactivos químicos comerciales disponibles para hacer separaciones eficientes de virtualmente todos los metales en solución, esto será difícil de alcanzar,

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una serie de otros procesos necesarios para obtener un metal desde el mineral. Por esta razón, la extracción por solvente debe ser compatible y complementaria con el proceso de lixiviación que le precede y con el proceso de recuperación final del metal que le sigue. (Fig.1). El éxito de la operación global es entonces dependiente del éxito de cada proceso individual. Este folleto esta diseñado para familiarizar al lector con algunos de los conceptos pasados de la tecnología de extracción por solvente, como también de los LIX®. Alamine® y Aliquat® (marcas de los reactivos de extracción por solvente). Mas información detallada de reactivos específicos, metales, o sistemas de procesos está disponible a pedido en el sitio de red: www.cognis.com. LIX®, Alamine®, Aliquat®, Isocalc®, MSPTM, Cognis y el logo de Cognis (Cognis y el Diseño) son marcas registradas de Cognis Group.

MCT Redbook

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Lixiviación.

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Prodto. Metálico Puro

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Lixiviación metálica

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Figura 1. Esquema Generalizado de Recuperación de Metales Incorporando Extracción por Solvente y Reactivos Cognis

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Proceso de Lixiviación.

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Extracción por Solvente

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Recuperación Metálica Final.

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MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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DESCRIPCION DEL PROCESO DE SX

DESCRIPCION DEL PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTE I. Especies Metálicas Extraíbles II. Requerimientos de los reactivos

MCT Redbook DESCRIPCION DEL PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTE. La Extracción por Solvente (SX), es aplicable en cualquier caso donde es deseable remover selectivamente o extraer una especie desde una solución a otra. Esto se puede aplicar ya sea a la remoción de un componente valioso desde contaminantes o a la remoción de contaminantes desde un componente valioso. La solución que originalmente contiene las especies deseadas y la solución en la cual estas especies o los contaminantes se van a extraer, deben ser inmiscibles para efectos de separación física. En la operación de recuperación de metal, el componente valioso normalmente es un ión metal o un ión complejo metálico contenido en una solución acuosa. La solución acuosa se mezcla con una fase orgánica inmiscible que contiene el extractante activo, con lo cual el extractante transfiere el elemento deseado desde la fase acuosa a la fase orgánica. La dispersión acuoso/orgánico pasa del mezclador al decantador, donde las fases se separan. La fase “orgánico cargado”, que ahora contiene el metal deseado, se trasvasija entonces del decantador de extracción al mezclador de reextracción. Aquí la fase orgánico cargado, se mezcla con una solución acuosa de reextracción que contiene un producto químico que proporciona la fuerza conductora requerida para reextraer el metal cargado desde la fase orgánica a la fase acuosa de reextracción. La dispersión acuoso/orgánico pasa del mezclador al decantador desde el cual el orgánico descargado se recicla de vuelta a extracción mientras la fase acuosa, que ahora contiene el metal deseado, va a la recuperación final del metal. La recuperación final del metal, generalmente tiene lugar en

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la solución acuosa. La recuperación del metal directamente desde la fase orgánica también es posible, pero se practica comercialmente solo en casos especiales, probablemente debido a que hay contaminación orgánica del producto final.6,7,8 Por la semejanza del proceso de extracción por solvente con la extracción metálica con resina sólida de intercambio iónico, a veces se la denomina “intercambio iónico líquido”. La Fig.2 muestra un típico circuito contracorriente de mezcladores decantadores de extracción por solvente, compuesto de 3 etapas de extracción en contra corriente y 2 etapas en contra corriente de reextracción. Un mezclador decantador individual se conoce como una etapa. En algunos sistemas, problemas específicos hacen deseable agregar una o más etapas de lavado o de depuracion en la fase de orgánico cargado o del orgánico descargado, para prevenir la transferencia de especies contaminantes de extracción a reextracción o viceversa. La extracción por solvente y los reactivos Cognis, como parte de un proceso integral de recuperación, tienen tres objetivos principales: 1. La purificación de un metal de impurezas indeseables ya sea extrayendo el metal valioso de las impurezas o extrayendo las impurezas del metal deseado. 2. La concentración de metal para reducir los costos de proceso aguas abajo. 3. La conversión de los valores metálicos a una forma que simplifique su eventual recuperación. En cualquier proceso de extracción por solvente, uno, dos o los tres objetivos pueden acometerse. Estos objetivos pueden generalmente alcanzarse, seleccionando el reactivo adecuado y operando bajo condiciones óptimas. Un número variable de mezcladores decantadores, rangos de flujo ajustables y la habilidad de usar etapas de lavado, permite la optimización de las condiciones de operación como también una flexibilidad de diseño.

MCT Redbook Figura 2. Unidad de Intercambio Iónico Líquido para Cobre. Extracción

Reextracción Orgánico Descargado (O.D.)

E-3

E-2

Acuoso

S-1

E-1

Estanque Pulmón de Orgánico Cargado Acuoso

S-2

Solución de reextracción

Electrolito Pobre (E.P.) Refino

PLS

Electrolito Rico o de avance (E.R.)

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MCT Redbook I. Especies Metálicas Extractables Si un metal se va a extraer desde las impurezas o viceversa, es importante conocer los distintos metales y otras especies presentes en las soluciones. Con respecto a los metales, las especies extractables se pueden dividir en cuatro categorías: 1. Metales catiónicos, tales como el Cu2+, Ni2+, and Co2+ 2. Complejos metálicos aniónicos, por ejemplo UO2(SO4)34-, and Mo8O264-3. Complejos metálicos catiónicos, como el MoO22+ 4. Especies metálicas neutras como el UO2(NO3)2 Los ejemplos anteriores, representan especies metálicas que han sido recuperadas comercialmente en plantas de extracción por solvente. Existen muchas otras.

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MCT Redbook II. Propiedades de los Reactivos Es obvio que si se va a transferir una especie metálica, desde una solución acuosa de lixiviación a una solución orgánica, debe haber alguna interacción química que provoque la ocurrencia de esto. El componente de la fase orgánica, que interactúa químicamente con el metal, se denomina propiamente “extractante”, pero también se le llama comunmente “reactivo.” En el presente hay extractantes orgánicos conocidos, para virtualmente todos los metales en una u otra forma9. Como se estableció anteriormente, este conocimiento global, se debe en gran medida a los químicos analistas, aunque, los requerimientos de un extractante exitoso en química analítica, son muy diferentes de los requerimientos para un extractante exitoso en las operaciones de recuperación de un metal a gran escala, especialmente lo relativo a la continuidad y economía del proceso. Para que un reactivo de extracción de metal sea exitoso se requiere lo siguiente:

Los reactivos de Cognis poseen este balance de propiedades. Existen mal entendidos acerca de la selectividad de los reactivos, que merecen una discusión. Se debe entender que pocos reactivos, acaso ninguno, es selectivo por un metal, bajo todas las condiciones, sino que muchos reactivos son selectivos por un metal bajo ciertas condiciones. La selectividad es dependiente de las condiciones y el desafío es hacer calzar las condiciones que presenta una solución dada de lixiviación con las características de selectividad del reactivo disponible. Un perfecto calce no siempre es posible, de hecho es raro. La mayoría de las veces el investigador ya sea opta por un reactivo, que aunque no sea perfecto, funciona bien, o el investigador trata de alterar el método de lixiviación para obtener una solución de lixiviación con la cual el reactivo sea mas selectivo. Para lograr esto con éxito, se debe entender la química del proceso de extracción.

a. Extraer selectivamente el metal(es) deseado desde las soluciones que lo contienen. b. Que se pueda reextraer el metal con una solución, desde la cual después sea factible recuperarlo. c. Que sea estable, bajo las condiciones del circuito, para que se pueda recircular muchas veces. d. Ser no inflamable, no tóxico, no cancerígeno, etc. e. Ser soluble en un solvente orgánico económico, o tener viscosidad suficientemente baja como para no requerir solvente. f. Cargar y descargar metal con una rapidez suficiente, que permita tiempos de mezcla económicos. g. No promueva emulsiones estables. h. No transfiera especies contaminantes desde extracción a reextracción. i. Tener un costo aceptable. Normalmente, el comportamiento de los reactivos con respecto a lo anterior, no es un blanco y negro. Ningún reactivo es el mejor, con respecto a todas las propiedades, de la lista; mas bien, los reactivos exitosos poseen un buen balance de todas las propiedades indicadas.

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I. Agentes quelantes A. Comentarios Generales B. Aplicaciones Comerciales para Recuperación de Cobre 1. Soluciones de Lixiviación con ácido sulfúrico a. Reactivos Comerciales LIX® de Extracción por Solvente para Cobre b. Reactivos Cognis LIX® de Extracción por Solvente para Cobre

C. D. E.

F.

2. Soluciones de Lixiviación Amoniacal Reactivos Quelantes Cognis y Algunos de Sus Otros Posibles Usos Costo de Capital para SX/EW para Cobre Programa de Laboratorio para Evaluar Soluciones de Lixiviación De Cobre 1. Isotermas de Extracción y Reextracción 2. Diagramas de McCabe-Thiele 3. Circuitos Continuos de SX para Cobre Isocalc®, Diagramas de McCabe-Thiele Generados en Computador para Cobre

EXTRACTANTES QUELANTES

TIPOS DE EXTRACTANTES

MCT Redbook TIPO DE EXTRACTANTES Hay cinco clases de extractantes de metales a caracterizarse por: la estructura, el mecanismo de extracción y la especie metálica extraída: quelación, ácidos orgánicos, substitución de enlaces, neutro o solvatante y par de iones, también se tiene interés en reactivos de substitución de enlaces.

I. Extractantes Quelantes A. Comentarios Generales Quelante se refiere a “atenazar”, que es una descripción gráfica del modo en que el extractante orgánico ata a un ión metálico, como si el extractante enlazara químicamente al ión metal en dos lugares, de manera similar a coger un objeto entre los extremos del dedo índice y el pulgar. En muchos casos, aparte de enlazarse con el ión metal, el extractante libera un ión hidrógeno en la solución acuosa desde la cual extrajo el metal. La ecuación simplificada que se muestra a continuación es para la extracción de un ión metal con dos cargas.

Extracción [2RH]org + [M2+SO4=]acu [R2M]org + [2H+ + SO4=]acu Reextracción

Uno de los parámetros importantes que controlan la posición de equilibrio de esta reacción es el contenido de ácido de la fase acuosa. Una representación gráfica de este comportamiento es referida como una isoterma de pH. Algunas isotermas típicas de pH para el reactivo LIX 84-I se muestran en la Figura 3. Estas isotermas de pH se pueden usar para predecir las características de extracción del reactivo con respecto a los metales que se muestran bajo una variedad de condiciones. Por ejemplo, de la Fig. 3, se nota que a pH 2.0 el cobre(II) es extraído fuertemente mientras que el fierro férrico se extrae débilmente y el níquel (II) y cobalto(II) no se extraen por el LIX 84I. Sin embargo a pH 5, estos cuatro metales se extraen fuertemente, excepto que en este caso no es siempre importante la extracción de fierro(III) ya que es

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levemente soluble a pH 5. Es importante darse cuenta que para hacer una comparación directa de las isotermas de pH de dos reactivos diferentes con el mismo metal, o de dos diferentes metales con el mismo reactivo, las isotermas de pH deben determinarse, bajo exactamente las mismas condiciones.

Tabla I. Fuerza de Extracción Relativa de Metales a pH 2.0 para el LIX® 84-I Metal Cu(II) Fe(III) Mo(VI) V(V) Zn(II) Sn(II) Ca(II) Mg(II) As(III) Al(III) Fe(II) Si(V) Co(II) Ni(II)

Fuerza de Extracción Relativa Muy fuertemente extraído Débilmente extraído Extracción un poco fuerte Débilmente extraído Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante Insignificante

La química del Mo(VI) y V(V) es compleja en el lado ácido, sin embargo, estos metales normalmente no presentan problemas en un circuito de extracción por solvente para cobre.

El investigador coteja los reactivos contra los metales con mayor probabilidad de encontrar en las soluciones acuosas de interés, bajo condiciones similares a aquellas que se esperan en el proceso de extracción por solvente. Esto está normalmente referido a los datos de selectividad y es válido solo para las condiciones a las que se ha determinado.

MCT Redbook Figura 3. Extracción de Metales en función del pH con LIX® 84-I

Cu2+ Ni2+ Co2+

(Metal) in g/l

2

1 Zn2+

Fe3+

1

2

3

4

5

6

pH

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MCT Redbook Estas condiciones incluyen las concentraciones de metal y de reactivo, el estado de oxidación del metal, el pH de la solución acuosa de alimentación y el tiempo de contacto orgánico-acuoso. De la Tabla I, es obvio que el Cu(II) y el Mo(VI) son los únicos metales listados que extrae fuertemente el LIX 84-I a pH 2.0. Mientras que los datos de extracción sugieren que el Mo (VI) podría ser un problema en un circuito de extracción por solvente, usando LIX 84-I, en realidad, típicamente no es un problema por dos razones: El cobre rápidamente desplazará al Mo (VI) del LIX 84-I y el Mo cargado en el LIX 84-I no se reextrae rápido con una solución ácida, como lo hace el cobre. En la mayoría de los casos, solo el Fe (III) representa un potencial problema para la preparación de una solución pura de cobre a partir de una solución “normal” de lixiviación de cobre de pH 2.0.Esta información está en concordancia con las isotermas de pH mostradas en la Figura 3. La extracción de metales desde soluciones amoniacales, también es un área interesante, de este modo, se ha examinado el comportamiento extractivo de algunos metales desde soluciones amoniacales. En general, esta información se expresa como isotermas de extracción amonio dependientes, varias de las cuales se muestran en la Figura 4 para el caso del LIX 84-I. La tendencia decreciente de la extracción con el aumento de la concentración de amonio puede explicarse rápidamente por la ecuación de extracción/reextracción para un típico metal +2 catiónico, como se muestra a continuación continuación:

[M(NH3)42+]ac + [2RH]org

[R2M]org + [2NH3]ac + [2NH4+]ac

En esencia, el amonio en solución con su par de electrones en el átomo de nitrógeno compite con el extractante por el ión metal. La reacción es reversible y la reextracción con amonio puede ser práctica en algunas situaciones. El número de moléculas amonio coordinadas al metal variarán dependiendo de las condiciones; siendo cuatro un número favorable. Considerando las isotermas de extracción y la

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información de selectividad, es posible desarrollar esquemas de separación de metales. Por ejemplo, la isoterma de pH del LIX 84-I (Figura 3) con Cu(II) y Ni(II), sugiere que se puede hacer una buena separación Cu-Ni con LIX 84-I, controlando el pH en las etapas de extracción. Todo el cobre puede extraerse a bajo pH (1,5 a 2.0) antes de que el sistema se ajuste con amonio para pH mas alto (9.0 a 9.5) en el cual es extraído el níquel. Este tipo de esquema se ha usado a escala comercial en de la Corporación S.E.C, en El Paso Texas, para la recuperación de cobre y níquel de una corriente de purga de refinería, usando el extractante LIX64N.5 Las curvas de extracción amonio dependientes del LIX 84-I en la Figura 4, muestran que el cobre(II) es extraído mas fuertemente de una solución amoniacal que el níquel. Entonces, la separación cobre-níquel de soluciones amoniacales podría ser factible, y en verdad se ha estudiado, para un reactivo similar.10 El estudio se concentró en un esquema de flujo en el que se extrae preferentemente el cobre desde una solución amoniacal que contiene cobre y níquel, antes de la extracción de níquel. Una alta relación cobre/níquel en el orgánico cargado de cobre, se obtiene al usar una etapa extra de extracción, con lo cual el cobre sobrepasa y desplaza al níquel del orgánico cargado, quiere decir, que el cobre contenido en una solución amoniacal de cobre y níquel, cuando se contacta con un orgánico cargado con níquel, desplazará algo del níquel cargado. Después de que el cobre y el níquel se cargan en operaciones separadas de extracción, cada fase de “orgánico cargado de metal”, separadamente se lava y se reextrae para producir una fase acuosa de reextracción rica en cobre y rica en níquel, respectivamente. La complejidad del circuito, la normalidad operacional global y el número de etapas requeridas son dependientes de la alimentación acuosa. Un esquema de separación alternativo para el mismo tipo de solución, ha sido reportado11 y estudiado por Cognis.12 Este esquema engloba la coextracción del níquel y cobre en la misma corriente de orgánico, seguido por un lavado a pH controlado para remover la pequeña cantidad de amonio co-extraída. El orgánico

MCT Redbook Figura 4. Extracción de Metal por LIX® 84-I como función del NH3 total. Ni

100

Cu

% Metal Extracted

80

60

40

20 Zn

20

40

60

80

100

120

140

160

+ 4

g/l Total NH3 (NH3/NH =2/1)

cargado de níquel y cobre se reextrae controlando el pH para obtener una solución rica de níquel, libre de cobre y una solución rica de cobre, con pequeña cantidad de níquel.

metales. Sin embargo, este tipo de información no indica de un modo detallado como hacer una separación dada de metales, o la forma mas efectiva del circuito que se debe disponer para realizar la separación, de manera mas económica. Se requiere trabajo de laboratorio.

Este esquema de flujos se basa en las isotermas de amonio, las cuales muestran que el cobre y el níquel se extraen fuertemente desde las soluciones amoniacales con el LIX 84-I, y las isotermas de pH, que muestran que mientras el LIX 84-I carga muy bien cobre con pH 2.5 a 3.0, el níquel se reextrae rápidamente a ese pH. El estudio de las isotermas de pH, los datos de selectividad y las isotermas de amonio, conducen al desarrollo conceptual del proceso de separación de

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MCT Redbook B. Aplicación Comercial para la Recuperación de Cobre 1. Soluciones de Lixiviación con Acido Sulfúrico El uso de extractantes del tipo quelante, en intercambio iónico líquido, ha sido el mayor éxito comercial en la recuperación del cobre de soluciones diluidas de lixiviación sulfúrica. Estas soluciones se generan de la lixiviación de minerales oxidados y/o sulfurados de cobre, usando una variedad de técnicas de lixiviación, que incluyen botaderos, en pilas, in situ, en bateas, en capas delgadas y por agitación. La lixiviación de concentrados de cobre es un área emergente en la actualidad. La tecnología de Lixiviación – SX – EW comienza con la lixiviación y por ello Cognis recomienda que las compañías que están considerando esta tecnología, investiguen a fondo las características de la lixiviación del mineral a tratar. El dinero invertido en los estudios de lixiviación, generalmente reporta atractivos dividendos. Las soluciones típicas de lixiviación pueden contener desde menos de 1 gpl de Cu hasta alrededor de unos 50 gpl con rangos de pH entre 1.0 y 3.0. La solución de lixiviación puede también contener niveles altos de cloruros y otras impurezas, dependiendo del mineral

Tabla II. Soluciones Típicas de Lixiviación Sulfúrica Tipo Botadero, Pila, In situ

Cu (g/l) 35 g/l Cu y a veces >40 g/l Cu. También hay evidencia que una leve mejor calidad de cobre se obtiene cuando la acidez se maneja en los valores más bajos del rango de concentraciones considerado. A Junio del 2006, operaban 55 plantas de cobre con SX (fuera de China), recuperando cobre desde soluciones diluidas de lixiviación sulfúrica de cobre, con varias nuevas plantas en etapa de ingeniería/ construcción y otras en proyecto. Los costos reales de operación para una planta relativamente grande, como la de ripios de la División Chingola, de Zambia Cosolidated Copper Mines Ltd, en Zambia, Africa,13 y una de las más pequeñas , como la de Cyprus Bagdad14 en Arizona, han sido publicados. Adicionalmente, Jenkins et. al. ha publicado información operacional de una gran cantidad de operaciones de cobre por L/SX/EW.15 Una ventaja de la tecnología de L/SX/EW es su economía a gran escala o a pequeña escala. Por ejemplo, Phelps Dodge Morenci, produce alrededor de 32.000 toneladas/mes de cátodos de cobre de gran calidad, y Dos Amigos en Chile también produce alrededor de 900 toneladas/mes de cátodos de cobre de alta calidad. Una segunda ventaja es que los costos operacionales de un proyecto de planta de L/SX/EW, se pueden predecir con bastante exactitud.

MCT Redbook a. Reactivos Comerciales de Extracción por Solvente para Cobre LIX® Aunque se han propuesto como extractantes, una gran cantidad de moléculas con una amplia variedad de funcionalidades extractivas, para usarlas en la recuperación de cobre desde las soluciones de lixiviación ácida sulfúricas, solo las hidroxioximas se han usado en las plantas comerciales de SX para cobre. La estructura básica para estos extractantes de cobre se muestra en la Figura 5. Los extractantes que tienen esta estructura general, pueden subdividirse en dos “clases” diferentes, basada en su estructura y en sus propiedades: las cetoximas, que normalmente son extractantes de cobre de moderada

fuerza extractiva y las salicil aldoximas que son extractantes muy poderosos. La fuerza de un extractante de cobre está basada en el grado a que puede conducir la extracción de cobre. En términos simples, extractantes muy fuertes de cobre, extraen sustanciales cantidades de cobre a valores de pH menores que 1.0, mientras que lo extractantes moderados de cobre son más útiles sobre pH de 1.6 a 1.8. Las mezclas de Cetoxima / Aldoxima son reactivos de extracción de cobre de tercera clase que no se basan en la estructura, sino mas bien en las distintas propiedades ventajosas que exhiben las mezclas. Estas mezclas patentadas16 abarcan el rango de extractantes moderadamente fuertes a extractantes de cobre muy fuertes, dependiendo de la relación cetoxima/aldoxima.

Figura 5. Estructura Química General de las HidroxiOximas usadas Comercialmente para la Recuperación de Cobre

OH

NOH A R = C9H19 or C12H25 A = H salicilaldoxima A = CH3 or C6H5 cetoxima

R 12 www.cognis.com

MCT Redbook Cetoximas: El reactivo LIX 64 basado en cetoxima, fue el primer extractante hidroxi oxima usado comercialmente para la extracción de cobre desde licores de lixiviación ácido sulfúricos.4 Las Cetoximas fueron usadas en forma exclusiva por alrededor de 11 años. La característica más sobresaliente de las cetoximas, representada hoy por el LIX 84-I, es el buen comportamiento físico que muestran bajo una amplia variedad de condiciones, especialmente con respecto a las soluciones acuosas, que se sabe que causan problemas de separación y generación de borras cuando se contactan con reactivos modificados de SX para cobre. Como ejemplo, se incluyen soluciones de lixiviación por agitación, que contienen sílice coloidal, algo de sólidos y/o floculante residual. Una segunda característica sobresaliente de los reactivos cetoxima es su muy buena estabilidad química bajo condiciones en las que las aldoximas se degradan rápidamente. Las soluciones de lixiviación que contienen nitrato y cloruro, como las que se encuentran en el desierto de Atacama en Chile, son un ejemplo de esto.17 El LIX 84-I muestra una excelente separación de fases, bajas pérdidas por atrapamiento al refino y no promueve excesiva formación de borras. El LIX 84-I es un extractante de cobre solo moderadamente fuerte, por eso la cantidad de plantas que lo usa en forma exclusiva es limitada. Sin embargo, en los circuitos en que se usa LIX 84-I, el operador disfruta de un reactivo de bajo costo y exento de problemas. Aldoximas: Son reactivos que se desarrollaron para superar las limitaciones percibidas en transferencia y en fuerza extractiva. En efecto, las aldoximas son tan poderosos extractantes de cobre que ellos no se pueden reextraer con los electrolitos típicos de la electrodepositación. Por esta razón, se usan normalmente en combinación con un modificador de equilibrio, y/o con una cetoxima, para realizar una reextracción eficiente con una solución ácida de cobre de la cual se puede electro obtener cobre de alta calidad. El uso de modificadores de equilibrio conduce directamente a ciertas limitaciones, entre las cuales se sabe que algunos modificadores aceleran la degradación del reactivo. También se ha reportado que los modificadores de equilibrio contribuyen en forma significativa en la cantidad de generación de borras en

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algunos circuitos de extracción por solvente.18 Otro problema a veces asociado con reactivos modificados es la contaminación del electrolito debida al excesivo atrapamiento de licor de lixiviación en la corriente de orgánico cargado. Como grupo, las aldoximas son menos estables que las cetoximas y dentro de los subgrupos, el derivado dodecil es más estable que el nonil. En circuitos operativos a temperatura normal, se ha calculado que la degradación del reactivo 5-nonilsalicilaldoxima, es alrededor de un 10% de la reposición de reactivo. Mientras pocos resultados de degradación se han reportado de circuitos operativos, la degradación en algunas plantas se sabe que es mayor que los valores calculados, dependiendo del modificador, de la temperatura y del contenido de ácido de la solución de reextracción. En circuitos con calentamiento, la degradación del reactivo es más significativa y puede determinarse experimentalmente. Afortunadamente, las pérdidas globales de reactivo son muy bajas en una planta de SX bien operada, de modo que las pérdidas debidas a degradación en ningún caso son excesivas. Los reactivos Aldoxima, tales como LIX 622N, LIX 612N-LV y LIX 616N-LV se han usado exitosamente en circuitos comerciales que han sido diseñados para ellos y donde la química de las soluciones de lixiviación requieren de su uso.

MCT Redbook Mezclas Cetoxima-Aldoxima: La mezcla de cetoximaaldoxima que no contiene modificador, refleja las propiedades más deseables de sus componentes: la fuerza extractiva y rápida cinética de las aldoximas, combinada con el probado excelente comportamiento físico y estabilidad química de las cetoximas.18 Un característica interesante de estas mezclas, es su mayor transferencia de cobre que la esperada, debido a que el valor del cobre del orgánico descargado es menor

lixiviación de de alto pH, ya que la mezcla se preextraería muy bien, manteniendo la fuerza extractiva necesaria para lograr una alta recuperación de cobre. El resultado final es un reactivo que combina alta recuperación con una alta transferencia neta de cobre. Las mezclas cetoxima/aldoxima podrían constituir un sistema universal de reactivos para soluciones de lixiviación de sulfato ácido de cobre, puesto que en muchos casos, una mezcla adecuadamente confeccionada a la medida funcionará tanto física como químicamente muy bien, virtualmente para cualquier tipo de solución de lixiviación. Mezclas Cetoxima/Aldoxima Modificadas: Los denominados MAKTM reactivos, cuarta clase de las oximas, consisten en mezclas de cetoximas-aldoximas a las cuales se agrega una pequeña cantidad de modificador de equilibrio. Tales mezclas se han usado desde 1985 en varias operaciones comerciales y muestran buena transferencia de cobre y selectividad. Puesto que los cuatro tipos de reactivos son comercialmente exitosas, se desprende que, cada tipo de extractante posee las propiedades de los extractantes previamente estipulados. Al conocer las propiedades óptimas de los reactivos, es obvio de que ellos son de algún modo de naturaleza común. Por ejemplo, la primera propiedad dice que el reactivo debe extraer selectivamente la especie deseada (en este caso el cobre), pero no dice nada acerca de cuanto cobre debe extraer, ni del grado de selectividad que debe tener. En efecto, es virtualmente imposible ser más específico porque cada licor de lixiviación, cada planta y reactivo son únicos.

que el esperado. Se percibe que esta propiedad resulta por que el componente cetoxima de la mezcla, funciona como un modificador de equilibrio para el componente aldoxima, en las etapas de reextracción del circuito. Puesto que las cetoximas y aldoximas se pueden mezclar en cualquier relación de volúmenes, es que se puede confeccionar a la medida de las necesidades de casi todos los licores de lixiviación en un amplio rango de valores de pH. Por ejemplo, una mezcla de alto contenido de cetoxima será apropiada para soluciones de

Considerando que un requerimiento del reactivo puede ser crítico en alguna situación y en otra puede ser relativamente sin importancia. Lo que se debe entender es que las tres clases de reactivos hidroxioximas, poseen las propiedades requeridas y en esa medida es que los tres son comercialmente exitosos, aunque, ningún reactivo puede ser considerado el mejor para todos los circuitos de extracción por solvente de licores de lixiviación, ya que dependerá de una serie de factores antes mencionados.

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MCT Redbook b. Reactivos Cognis de Extracción por Solvente para Cobre LIX® Cognis produce tres tipos de moléculas de extracción: la 5-nonilsalicilaldoxima, la 5-dodecilsalicilaldoxima y la 5nonil-2-hidroxiacetofenona oxima. Estas tres oximas constituyen la base para un amplio rango de reactivos, que se derivan por mezcla de oximas en una variedad de formas, por ejemplo, con diluyente, con otro reactivo/o con un modificador, para obtener los Reactivos LIX de Extracción por Solvente para cobre con propiedades que mejor se adecue con la particular solución de lixiviación y con el diseño de planta considerado. A Febrero del 2006, Cognis es el único proveedor que produce ambos reactivos aldoxima y la cetoxima y de ahí que es el único proveedor que verdaderamente ofrece una completa línea de reactivos de extracción por solvente. Por ejemplo, Cognis es el único proveedor que ofrece una línea de reactivos de baja viscosidad (LV), los que se pueden usar con más altas concentraciones de reactivo que los reactivos disponibles de cualquier otro proveedor. Esto le permite la oportunidad a algunas plantas de reducir el tamaño de los mezcladores decantadores. Cognis también es el único proveedor que ofrece reactivos basados en la 5-dodecilsalicilaldoxima, un extractante que es aproximadamente el doble de estable a la degradación respecto a la 5-nonilsalicilaldoxima.19 Los reactivos basados en la 5-dodecilsalicilaldoxima son particularmente apropiados para usar en plantas que operan a elevadas temperaturas, donde la degradación de la 5-nonilsalicilaldoxima es económicamente significativa. Más aún, algunas plantas de SX para cobre, han comprado los reactivos individuales, cetoxima y aldoxima y los mezclan de la forma que mejor se acomode a las necesidades de la particular solución de lixiviación, de la planta o de la estación del año. La ventaja de comprar los reactivos individuales, le da al operador de la planta de SX gran flexibilidad en la operación, para afrontar las cambiantes condiciones, por ejemplo, la operación del verano versus invierno, mientras mantiene excelentes

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propiedades físicas. La selectividad del cobre sobre el fierro se puede controlar en alguna medida, por la mezcla y por la adición de un modificador. En algunos casos, una planta puede necesitar selectividad muy alta, y en otros casos, la planta puede desear transferir algo de fierro al electrolito. Cognis ofrece formular un reactivo para acometer las necesidades de transferencia de la planta. Cognis tiene disponibles ambos reactivos normalmente formulados y también reactivos concentrados. Los concentrados contienen la misma o mismas oximas como normalmente se formulan, pero menos diluidas. Esto produce ahorro en los costos de envasado, transporte y manejo, pero resulta en un que es más viscoso. Los reactivos concentrados, pueden ser suministrados por Cognis, en regiones con temperaturas ambiente sobre 5°C. La tabla III describe solo una limitada cantidad, del amplio rango de reactivos de extracción por solvente para cobre, basados en oximas, disponibles por Cognis. Cognis trabajará con los clientes en la formulación del reactivo que es mejor para una planta en particular o para un licor de lixiviación. Más información acerca de los reactivos oxima de extracción por solvente para cobre de Cognis, o una discusión de mayor profundidad de la extracción de cobre desde soluciones diluidas de lixiviación, está disponible contactando su representante local de Cognis.

MCT Redbook Tabla III. Composición de algunos Reactivos Hidroxi Oxima de Cognis. Extractante/Categoría LIX® 84-I /Cetoxima

Composición Mezcla de 2-hidroxi 5-nonilacetofenona oxima en un solvente de alto punto de inflamación por razones de manejo

LIX® 84IC / Cetoxima

Versión concentrada del LIX 84-I

LIX® 860-I / Salicilaldoxima

Mezcla de 5-dodecilaldoxima en un diluyente de alto punto de inflamación por razones de manejo

LIX® 860N-I/ Salicilaldoxima

Mezcla de 5-Nonilsalicilaldoxima en un solvente de alto punto de inflamación, por razones de manejo.

LIX® 984N / Mezcla

Mezcla 1/1 de LIX 84-I con LIX 860N-I

LIX® 973 / Mezcla

Mezcla 70 / 30 % en volumen de LIX 860-I con LIX 84-I

LIX® 937N / Mezcla

Mezcla 30 / 70 % en volumen de LIX 860N-I con LIX 84-I

LIX® 622N/ Ald. modificada

Mezcla de 5-Nonilsalicilaldoxima y tridecanol en un solvente de alto punto de inflamación

LIX® 622N-LV / Ald. modif.

Mezcla de 5-Nonilsalicilaldoxima y un apropiado alcohol de baja viscosidad en un solvente de alto punto de inflamación

LIX® 612N-LV / Ald. modif.

Mezcla de 5-Nonilsalicilaldoxima y un apropiado modificador de baja viscosidad en un solvente de alto punto de inflamación

LIX® 616M-LV / Ald. modif.

Mezcl de 5-Nonilsalicilaldoxima y un apropiado modificador en un solvente de alto punto de inflamación

LIX® 6422- LV / Ald. modif

Mezcla de 5-dodecilsalicilaldoxima y un apropiado modificador de baja viscosidad en un solvente de alto punto de inflamación

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MCT Redbook 2. Soluciones de Lixiviación Amoniacal La extracción de metal desde soluciones de lixiviación amoniacal es una segunda aplicación comercial para los agentes quelantes. Los reactivos cetoxima, LIX 65N y LIX 84-I, y los reactivos beta dicetona, LIX 54 y LIX 55, se han usado para estas aplicaciones. En un ejemplo, el reactivo cetoxima LIX 65N se usó como el extractante para soluciones de lixiviación derivadas de la lixiviación amoniacal de sulfuros concentrados de cobre, en un proceso denominado “Proceso Arbiter.”20 En otro ejemplo, se usó el LIX 54 como el extractante para cobre de soluciones de lixiviación de chatarra de cobre.21 El LIX 54 y el LIX 55 están diseñados para la extracción de cobre desde licores de lixiviación amoniacal. Su facilidad de reextracción, baja carga de amonio, rápida cinética, buena separación de fases, alta carga de cobre y baja viscosidad cuando esta completamente cargado, los hace especialmente adecuado para esta tarea.22 Sin embargo el LIX 54 tiene problemas de estabilidad cuando se usa con soluciones amoniacales que tienen un pH cercano a

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10. El LIX 55, una funcionalidad beta dicetona más estable que el LIX 54, no muestra estos mismos problemas de estabilidad. Ambos reactivos, el LIX 54 y el LIX 55, se consideran reactivos de orden especial y requieren tiempos de asistencia significativos. Además el LIX 55 no está registrado en todos los países y por lo tanto tiene limitaciones según donde vaya a usarse.

MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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MCT Redbook C. Reactivos Quelantes de Cognis y algunos otros posibles usos LIX 54/LIX 55: Estos reactivos beta di cetonas de baja viscosidad se usan para la extracción selectiva de cobre desde soluciones de lixiviación amoniacal a pH alrededor de 9.5 o menos. Ellos se reextraen con concentraciones muy bajas de ácido sulfúrico y operan con una alta transferencia neta de cobre. LIX 63: Esta hidroxioxima ha sido propuesta para la recuperación de germanio,23 para recuperación de cobre desde electrolitos típicos de naves electrolíticas,24 en mezclas sinérgicas con otros reactivos para recuperación de cobalto y níquel25, 26, 27 y para la separación de molibdeno del uranio en soluciones ácido sulfúricas diluidas.28 LIX 26: Este reactivo esta basado en una 8-hidroxiquinolina alquilada y se la ha propuesto para la extracción de galio desde licores Bayer.29 LIX 84-I: Este reactivo de base cetoxima, requiere alrededor de 150 g/l de ácido sulfúrico, para la reextracción de cobre y no contiene modificador adicionado. Se le usa ampliamente para la recuperación de cobre desde soluciones diluidas de lixiviación ácido sulfúricas. Este reactivo es particularmente importante para la recuperación de cobre desde soluciones de lixiviación que contienen iones nitrato y donde la estabilidad de los reactivos cetoxima permite usarlo bajo condiciones donde los reactivos aldoxima modificada no es para nada adecuado.18 El LIX 84-I También se usa para la recuperación de cobre desde soluciones de lixiviación amoniacal, en una forma similar al LIX 64N y al LIX 65N.30 Una cetoxima similar basada en el reactivo LIX 84-A tiene aplicaciones para la recuperación de paladio desde soluciones ácido clorhídricas.31 LIX 84-INS: Es un reactivo basado en la cetoxima, que tiene aplicación para la recuperación de níquel desde soluciones amoniacales, de manera similar al LIX 64N.10,11,12 LIX 87QN: Este reactivo de base cetoxima fue desarrollado específicamente para la extracción de níquel

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de soluciones amoniacales, seguido de una operación de reextracción usando una solución concentrada de amonio y dióxido de carbono.32 LIX 860-I: Este reactivo de base aldoxima, que no contiene adición de modificador, ha sido propuesto como un reactivo para la coextracción y reextracción selectiva del cobre y zinc.33 Además, bajo ciertas condiciones, este reactivo se puede usar para extraer eficientemente cobre a valores de pH inferiores a 1.0. LIX 6422-LV: Este reactivo basado en la 5-dodecilsalicilaldoxima, está diseñado para la extracción de cobre desde soluciones de lixiviación a mayores temperaturas, cuando es particularmente importante la estabilidad. LIX 612N-LV y LIX 616N-LV: Estos reactivos modificados, muy selectivos, de baja viscosidad y baja densidad, se basan en la salicilaldoxima y están diseñados para extraer cobre desde soluciones de lixiviación ácida. Bajo ciertas circunstancias, las propiedades de baja viscosidad de estos reactivos les permiten ser usados con mayores concentraciones que otros reactivos de base salicilaldoxima. Aunque la lista anterior es impresionante, no debería considerarse como limitada, ya que Cognis está constantemente trabajando en el desarrollo de nuevas funcionalidades de quelación, como también en nuevas aplicaciones para los tipos existentes de extractantes.

MCT Redbook D. Costo de Capital para plantas de SX-EW de cobre Es difícil tener una formula con la cual predecir los costos de capital para plantas de extracción por solvente y electroobtención. Los costos de materiales, las condiciones del lugar de ubicación, el mercado laboral local, los tipos de construcción, la naturaleza de la solución de alimentación y el diseño final de la planta son variables importantes en la predicción los costos de capital. Mientras Cognis trata de mantenerse al día en estas áreas, las estimaciones de costos de capital mejor son dejadas a las compañías de ingeniería que tratan con ellos frecuentemente. Algún usuario de extracción por solvente de cobre podría requerir estimaciones de probables costos de capital. Para esto, Cognis estará complacido en ofrecer los nombres de varias empresas de ingeniería de esta área.

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MCT Redbook E. Programa de Laboratorio para Evaluar de Soluciones de Lixiviación De Cobre Asumiendo de que se dispone de una solución que contiene metales, cual es el paso siguiente? La primera cosa es que se debe conocer los contenidos de la solución, (metales, pH, NH3, cloruro, nitrato, etc.) como también si la solución es típica de la solución de alimentación a ser tratada. La evaluación de una solución de alimentación que no es típica de la solución a ser tratada, puede ser una pérdida de esfuerzos. Una vez que se conocen los contenidos de la solución, el criterio acerca de los metales que se pueden separar se puede hacer en base a las isotermas de extracción disponibles. Si la información de alguno de los metales contenidos no se encuentra disponible, el reactivo a usar se podría seleccionar contra estos metales. Una vez hecho esto, se podría saber que metales se va a considerar deseables para recuperar y que metales son posibles de recuperar por extracción por solventes bajo un conjunto de condiciones dadas. El desarrollo del circuito de trabajo puede iniciarse ahora con la comprensión de todas las partes del esquema total de recuperación de metales, que deben calzar en conjunto de una manera factible. Por ejemplo, consideremos una solución obtenida de una operación típica de lixiviación de cobre, conteniendo 2.5 g/l Cu(II) y 1.30 g/l Fe total con un pH de 1.80. La meta global del programa de evaluación de laboratorio será determinar las condiciones requeridas para que se realice cerca de un 90 % de la recuperación del cobre. También es importante generar la información sobre la selectividad del cobre sobre el fierro.

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1. Isotermas de Extracción y de Reextracción La experiencia nos dice que el LIX 984N, un reactivo mezcla de aldoxima y cetoxima, es una buena alternativa para el licor de Lixiviación en discusión. El trabajo previo muestra que el LIX 984N transfiere alrededor de 0.24 a 0.30 g/l de Cu 1% en volumen, en un circuito de 2 etapas de extracción y 1 reextracción, donde se obtiene un 90% de recuperación. Puesto que el licor de lixiviación de interés tiene un pH de 1.8, asumamos que la transferencia de cobre estará entre el centro y el extremo más bajo del rango El siguiente simple cálculo entonces da la concentración aproximada del reactivo que será adecuada: 2.50 g/l Cu x (0.90) / 0.26g/l Cu por v/v% reactivo = 8.7 v/v% reactivo

Se preparó una solución orgánica conteniendo 8.7% v/v% de LIX 984N es un diluyente adecuado y luego se contactó vigorosamente una vez por espacio de unos 3 minutos en un embudo separador con la solución de alimentación a una razón O/A =1.0. Después de que las fases se han separado y de que la fase acuosa se ha descartado, el cobre cargado en la fase orgánica, se contacta vigorosamente tres veces, por alrededor de un minuto en cada contacto, con solución fresca de reextracción (la solución acuosa que se espera a la salida de la etapa de reextracción es de 50 g/l Cu y 160 g/l de ácido, en este caso), también a una razón de fases O/A =1.0. Esto resulta en una solución orgánica que se aproxima bastante al orgánico descargado (O.D.) que se debe esperar en una operación de circuito continuo, que tiene una etapa de reextracción. La solución fresca de orgánico descargado y la solución de lixiviación se equilibran a varias razones de fases O/A, con contactos vigorosos por 3 a 10 minutos, en embudos separadores o con agitación rápida en cajas mezcladoras. Después de la separación de fases, las respectivas capas de orgánico y de acuoso se filtran y se dejan para análisis. El orgánico se analiza por cobre (y opcionalmente por fierro) y el acuoso solo por cobre. Los datos se muestran en la Tabla IV y se grafican como se muestra en la Figura 6.

MCT Redbook Figura 6. Isoterma de Equilibrio de Extracción y Primera Aproximación de Diagrama de McCabe-Thiele

Alimentación = 2.50 g/l Cu

Orgánico g/l Cobre

O.C. 4.0

3.0

2.0

O.D.

1.0 0.0 0.5 Raff. = 0.22

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Acuoso g/l Cobre

Orgánico: 8.7 v/v% LIX 984N Acuoso: 2.50 g/l Cu, 1.30 g/l Fe (Total), pH=1.80

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MCT Redbook Los datos de la isoterma de reextracción se generan de igual modo, equilibrando la fase acuosa de reextracción (E.P.) con el orgánico cargado (O.C.), en este caso son un típico electrolito de la planta de electroobtención que contiene ~30 g/l Cu y 190 g/l H2SO4, con orgánico cargado de cobre (O.C.) en varias razones de fases O/A (Tabla IV, Figura 7).

Tabla IV. Tabla IV Datos de Equilibrio de Extracción y de Reextracción para el LIX® 984N (Analisis en g/l Cu) Extracción O/A 10/1 5/1 2/1 3/2 1/1 1/2 1/5

Orgánico 2.04 2.28 2.96 3.26 3.70 4.19 4.35

O.D. 1.80 Solución Lixiviación

2.50

Reextracción O/A 10/1 5/1 2.5/1 1/1 1/2 1/4

Acuoso 51.3 43.2 37.7 33.8 32.3 31.2

Orgánico 1.76 1.38 1.21 1.07 1.01 0.98

O.C. 3.90 Electrolito Pobre

Las isotermas son únicas bajo las condiciones que se generan. Si alguno de los parámetros se cambia, por ejemplo, la concentración del reactivo, la concentración de Cu de la fase acuosa, el pH del licor de lixiviación, la concentración de ácido del electrolito pobre, la temperatura, 67 etc., entonces se generará una isoterma diferente. En casos en que el cambio en uno o dos parámetros sea muy pequeño, puede no ser necesario correr un a segunda isoterma.

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Acuoso 0.07 0.09 0.17 0.26 0.51 1.24 1.94

30.7

MCT Redbook Figura 7. Isoterma de equilibrio de Reextracción y Diagrama McCabe-Thiele de una etapa.

Orgánico Cargado = 3.90 g/l Cu

60

P.E.

40

S.E. 30 S.O. = 1.77

Acuoso g/l Cobre

50

20 1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Orgánico g/l Cobre

Orgánico: 8.7 v/v% LIX 984N Acuoso: 30.7 g/l Cu, 190 g/l H2SO4

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MCT Redbook 2. Diagramas de McCabe-Thiele Las isotermas de extracción y de reextracción generadas, representan las condiciones de equilibrio y, como tales, predicen la mejor extracción y reextracción que se pueden obtener. Estas isotermas se pueden usar para establecer la configuración de etapas de un circuito. Consideremos por ejemplo, la isoterma de extracción de la Figura 6 y supongamos que el orgánico descargado que entra en la última etapa de extracción contiene 1.80 g/l Cu y que los flujos de la solución de lixiviación y de la fase orgánica son iguales. Sabiendo esto, se puede construir una línea de operación, partiendo desde el punto donde el orgánico descargado intercepta la isoterma y dibujando la línea hacia arriba a la derecha con una pendiente igual a la relación O/A de los flujos (que en este caso es uno) y hasta que intercepte la vertical que corresponde a la concentración de cobre de la solución de alimentación. A continuación, se traza una horizontal hasta la isoterma y desde la intercepción bajando hasta la recta de operación, se ha creado una “etapa”. Este proceso se repite, creando una segunda etapa y completando así un “Diagrama de McCabeThiele” de dos etapas. Cada triángulo representa una sola etapa de extracción. En este sistema, se puede predecir un refino de 0.22 g/l Cu y un orgánico cargado de 4.30 g/l Cu en dos etapas de extracción. El inverso de la pendiente de la línea de operación es la razón de flujos orgánico/acuoso. Aunque el diagrama de McCabe-Thiele mostrado en la Figura 6, no representa el equilibrio real, sino una primera aproximación, aún así es muy usado. Por ejemplo, si se fuera a agregar una tercera etapa de extracción al diagrama de la Figura 6, (observe la línea punteada) podría resultar un diagrama de equilibrio de McCabeThiele casi perfecto. En suma, un diagrama de equilibrio de extracción de dos etapas McCabe Thiele puede dibujarse, tomando la construcción de dos etapas de McCabe-Thiele, como se muestra en la Figura 6 y eligiendo como punto desde el cual se dibujará una nueva línea de operación, una distancia alrededor de 1/2 entre la línea isoterma y la línea del refino. Cuando se hace esto, y luego se construye un segundo diagrama de dos etapas McCabe-Thiele, como se describe antes, se

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puede predecir un refino de alrededor de 0.15 g/l Cu y un orgánico cargado de 4.17 g/l Cu. La construcción de un verdadero diagrama de equilibrio McCabe-Thiele es un proceso iterativo. Con el ejemplo en discusión, el segundo paso de iteración es todo lo que se necesita para producir un diagrama cercano al equilibrio de McCabe-Thiele. Este no será siempre el caso. La construcción de un diagrama de equilibrio de McCabe-Thiele, representando una etapa de reextracción es muy simple (Figura 7). Se dibuja una línea horizontal desde la línea del orgánico cargado (3.90 g/l Cu) a la línea isoterma en el valor del electrolito rico (E.R.) deseado, 51 g/l Cu en este caso. Luego se baja una línea vertical desde el punto donde el electrolito rico intercepta la línea isoterma hacia el eje horizontal. Esto da el orgánico descargado (O.D.) esperado (1.77 g/l Cu). Luego se dibuja horizontalmente la línea del electrolito pobre (E.P.), 30.7 g/l Cu, desde el eje vertical hacia la línea del O.C. A continuación se dibuja una línea desde el punto de intercepción de las líneas del O.D. y electrolito pobre hacia la intercepción de O.C. con electrolito rico. Esta es la línea de operación.

MCT Redbook La pendiente de la línea de operación (20.3 / 2.13 = 9.50) es igual a la razón de los flujos de orgánico y acuoso de reextracción que se necesitan para obtener la deseada solución de electrolito rico de reextracción. Un diagrama de McCabe-Thiele de dos etapas de extracción, construido como se describe arriba, predice un orgánico descargado de 1.12 g/l Cu cuando se está produciendo un electrolito rico de 51 g/l Cu y operando con una razón de fases 7.3 / 1. Una de las decisiones importantes de un diseñador o constructor de una planta de SX es la relativa al requerimiento de número de etapas. El costo de capital de una etapa debe sopesarse contra los beneficios que la etapa produce. Por ejemplo, para considerar el beneficio de una segunda etapa de reextracción para el ejemplo anterior. Dos etapas de reextracción darán un orgánico descargado de 1.12 g/l Cu y resulta en una transferencia neta del orgánico (la diferencia entre el orgánico cargado y el descargado) de alrededor de 2.78 g/l Cu, mientras que con una etapa, da una transferencia neta de alrededor de 2.13 g/l Cu. Debido a esta diferencia en la transferencia neta de cobre, el circuito de una etapa de reextracción requiere una concentración de reactivo alrededor de 1.3 veces mayor que en el circuito de dos etapas, para tener un comportamiento de extracción de cobre similar. Además, las pérdidas de orgánico esperadas en una planta de una etapa serían alrededor de 1.3 veces mayor, que en la planta de dos etapas. Comparando el costo de capital para una segunda etapa de reextracción con el aumento en el costo de operación (debido a la mayor concentración de reactivo usado) por la planta de una etapa, se puede tomar una decisión puramente económica. La mayor concentración de reactivo requerida con una etapa de reextracción comparada con la que se tiene con dos etapas dependerá del licor de lixiviación, de la recuperación de cobre y del reactivo en particular.

3. Circuito continuo de SX para cobre. Hoy en día muchas compañías optan por tratar licores de lixiviación de botaderos, en plantas de SX de 2 etapas de extracción y una de reextracción, en lugar de plantas de 2 etapas de extracción y 2 de reextracción. Por esta razón, se decidió un circuito de 2E-1R y se operó con las razones de fases mostradas en el diagrama de McCabe-Thiele en las Figuras 6 y 7. Se usó un tiempo de retención de 2.6 minutos en los mezcladores, simplemente porque la mayoría de las plantas de SX tienen mezcladores de tres minutos de tiempo de retención, dependiendo de las condiciones de lixiviación, diseño del mezclador y filosofía de la compañía. Para correr un circuito en forma adecuada, con buenos resultados metalúrgicos y con máxima información, varias cosas son importantes. Los flujos deben calibrarse con precisión y monitorearse continuamente. La dispersión en los mezcladores debiera tener una razón de fases cercana a uno para obtener un buen mezclamiento, las recirculaciones se deben usar donde se necesiten. Los impulsores deben rotar suficientemente rápido para una buena mezcla, pero no tan rápido como para tener arrastres o atrapamientos como resultado.34 Otro rasgo importante para correr bien un circuito es el frecuente muestreo con rápidos y precisos análisis químicos. Esto le permite al operador monitorear de cerca el circuito, observando con facilidad las diferencias que ocurren cuando se cambian los parámetros operacionales. Cuando un operador ha cambiado las condiciones operacionales, se deberá permitir que el circuito corra hasta que se establezca el equilibrio. Un circuito está en equilibrio cuando hay un buen balance de masas y un buen balance ácido-metal a través del circuito global, como también a través de cada etapa. El metal extraído de una fase acuosa en una etapa de extracción en cierta cantidad de tiempo es igual al ácido equivalente ganado por la misma fase acuosa en la cantidad de tiempo dada, y también al metal cargado por el orgánico en esa etapa en la misma cantidad de tiempo. En una etapa de reextracción, el metal descargado de la fase orgánica en una cantidad de tiempo es igual al metal ganado, y al ácido equivalente perdido por la fase acuosa de reextracción en la misma cantidad de tiempo. En el

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MCT Redbook equilibrio, los análisis de cobre y de ácido no cambian mientras no cambien los flujos de solución de lixiviación, de electrolito pobre y de la fase orgánica. Obviamente, para balancear los valores de metal y de ácido, los análisis de las soluciones y los rangos de flujos deben conocerse. Además, muestras de soluciones de una etapa dada deben tomarse de la parte posterior del decantador de la etapa. En lo posible, es mejor sacar las muestras en aquellos puntos de más fácil acceso y donde menos se pueda perturbar el circuito. Es importante darse cuenta que el comportamiento del circuito reflejará la interdependencia de las operaciones de extracción y de reextracción. Por ejemplo, una pérdida en la eficiencia de reextracción resultará en un mayor orgánico descargado, lo que a su vez conduce a mayores refinos. El circuito debe operarse entonces con una mayor concentración de reactivo, o con una mayor razón O/A en extracción, para mantener la recuperación de cobre. Alternativamente, una menor recuperación debe aceptarse.

Tabla V. Datos de Perfil de Circuito con 8.7 v/v % LIX® 984N en Escaid 110 Muestra

Orgánico

Acuoso

g/l Cu

g/l Fe

g/l Cu

E1 Extracción

4.08

0.0020

1.31

E2 Extracción

2.88

0.0038

0.28

S1 Reextracción 1.80 N.D. Acuoso de Reextracción Acuoso de Lixiviación

51.2 30.7 2.50

g/l Fe

0.026 0.010 1.30

Debido al diseño de los mezcladores corrientemente usados en las plantas de extracción por solventes, la transferencia de metal en una etapa de extracción es usualmente cercana al 85 a 95 % del teórico, mientras que la transferencia en una etapa de reextracción es generalmente >95% del teórico. Por esta razón, lo predicho por los diagramas de equilibrio de McCabeThiele para las fases orgánica y acuosa que salen de una etapa dada, raramente se dan en un circuito de operación. Por ejemplo, compare los valores de orgánico y acuoso que se han predicho por el diagrama de McCabe-Thiele en la Figura 6, con los valores generados en un circuito continuo de laboratorio usando las mismas soluciones acuosas, orgánicos y acuosos de reextracción (Tabla V, Figura 8). El circuito produjo un refino de 0.28 g/l Cu y un orgánico cargado de 4.08 g/l Cu, comparado con un refino de 0.22 g/l Cu y un orgánico cargado de 4.24 g/l Cu predicho por la primera aproximación del diagrama de extracción de McCabe-Thiele (Figura 6). El orgánico descargado de 1.80 g/l Cu es cercano al 1.77 g/l Cu predicho por el diagrama de reextracción McCabe-Thiele (Figura 7). La pregunta natural que surge es: Para que realizar el trabajo requerido por una isoterma de equilibrio, cuando el circuito no producirá los resultados predichos? Hay

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MCT Redbook Figure 8. Isoterma de Equilibrio de Extracción y Circuito Continuo de Datos de Laboratorio 5.0

O.C. Alimentación = 2.50 g/l Cu

Orgánico g/l Cobre

4.0

3.0

2.0

Raff. = 0.28

O.D.

1.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Acuoso g/l Cobre

Orgánico: 8.7 v/v% LIX 984N Acuoso: 2.5 g/l Cu, 1.3 g/l Fe (Total), pH = 1.8

varias buenas razones. Primero que todo, generar una isoterma ayuda a desarrollar una aproximación del sistema. En segundo lugar, si el sistema tiene un comportamiento metalúrgico inusual, la isoterma generalmente lo reflejará. En suma, se puede obtener una buena idea de los resultados reales del circuito, dibujando en la línea de operación como se describió anteriormente. Sin embargo, en lugar de completar las líneas horizontales y verticales para reflejar un 100% de eficiencia del mezclador, dibújelas solo para representar un 95% de eficiencia. Cuando se hace esto usando la Figura 6, se predice un refino de dos etapas de 0.28 g/l Cu-valor idéntico al obtenido en el circuito de operación.

La alimentación elegida para el ejemplo anterior es típica de muchas operaciones de lixiviación de cobre y representa una de las alimentaciones más simples de tratar. La recuperación de cobre es muy buena, la selectividad de cobre sobre fierro es alta (en el circuito anterior es alrededor de 1100/1 en base a la transferencia) y hay una pequeña contaminación de metal por atrapamiento. Soluciones de alimentación más complicadas se analizan de una manera similar a la descrita, pero las isotermas de extracción y de reextracción y la configuración del circuito, pueden ser y a menudo lo son, más complejas. Con sistemas complejos de extracción de metal, el circuito inicial puede tener que ser modificado varias veces antes de que se obtenga el mejor esquema de recuperación.

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MCT Redbook F. Isocalc®TM Diagramas McCabe-Thiele de Cobre Generados en Computador El programa de simulación Isocalc® TM (Metalurgia Total) de Cognis ha sido desarrollado para proporcionar a los operadores de planta una herramienta rápida y exacta de simulación de virtualmente cualquier proceso de extracción por solvente de cobre que involucre lixiviación con ácido sulfúrico seguida de extracción de cobre con un extractante de tipo oxima fenólica. Las funciones del Isocalc® TM incluyen: • Desde la descripción de una solución común (o compleja) de lixiviación de cobre y de las condiciones de reextracción, se calculan las isotermas de extracción y de reextracción, en base a una modelación química comprensiva. Se puede entonces construir los diagramas de McCabe-Thiele, para muchas configuraciones de planta de extracción por solvente. • Los datos de extracción o reextracción generados en laboratorio para las isotermas, se pueden ingresar manualmente en lugar de confiar en los modelos químicos proporcionados. Esto es útil para composición de reactivos que no se comportan exactamente igual como uno de los reactivos LIX frescos de Cognis. Este es a menudo el caso de reactivos orgánicos de planta “envejecidos”. También pueden desarrollarse los diagramas de McCabeThiele para estas isotermas de extracción y de reextracción. • Desde modelaciones químicas o de isotermas de extracción generadas en laboratorio para una planta en operación, se pude insertar en el programa datos operacionales o perfiles para calcular exactamente eficiencias por etapas. • Los resultados de cada diagrama de isotermas/McCabe-Thiele se pueden guardar como archivos de proyectos y más tarde recuperar para volver a usarlos en otra simulación.

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• Se puede realizar una comparación exacta de diferentes configuraciones y condiciones operacionales de planta. El programa Isocalc TM incluye una combinación de modelaciones químicas del proceso de extracción y reextracción y una manipulación matemática de los datos correspondientes a los puntos. Un valor de orgánico descargado, ya sea de la modelación química o de los ingresados manualmente, se puede utilizar como punto de partida para cada isoterma de extracción. Una vez que el programa ha generado una curva de extracción o de reextracción, permite la construcción de los diagramas de McCabe-Thiele para un amplio número de configuraciones de planta, incluyendo las ahora comunes configuraciones serie-paralelas y la nueva configuración serie paralela OptimaTM de Cognis. Cualquier combinación de una extracción por una reextracción [1E,1S] hasta [4E, 4S] etapas, pueden modelarse en modalidad serie. En la modalidad serieparalela, cualquier combinación de [1E (serie), 1E (paralela), 1S] a [4E (serie), 4E (paralela), 3S] etapas, se pueden modelar. Las razones orgánico/acuoso de cada circuito se puede variar independientemente y las eficiencias de etapas pueden variar en un amplio rango para cada etapa en la configuración, independiente de las otras etapas. Las eficiencias de las etapas generalmente se correlacionan con el tipo de mezclador que se está usando en la planta, la temperatura del circuito, y la cinética de extracción del extractante relativo a la temperatura. El efecto en la recuperación final de cobre por el cambio de una o más variables en la configuración, puede determinarse rápida y exactamente. El modelo químico para las curvas de extracción está basado en las constantes de equilibrio de varias reacciones químicas importantes del proceso. Usando estos criterios químicos para la modelación, es posible tomar en cuenta la mayoría de las variables que se encuentran en un proceso de extracción por solvente de cobre.

MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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MCT Redbook Ejemplo: Resultados de Isocalc® TM versus Datos Generados en Laboratorio. El modelo de Isocalc® TM se puede usar para predecir los resultados metalúrgicos que se obtendrán en una evaluación de laboratorio o de una planta comercial SX. Tome el ejemplo que usamos en el Programa de Evaluación de Laboratorio para una Solución de Lixiviación de Cobre de la página 21. En este ejemplo, un reactivo LIX 984N al 8.7 % v/v produjo un refino de 0.28 g/l Cu desde una solución de lixiviación (PLS) con contenido de 2.50 g/l Cu a pH 1.8 en un circuito de

laboratorio consistente en 2 etapas de extracción y una etapa de reextracción. La eficiencia del mezclador de extracción fue 95 % y se produjo un electrolito rico de 51.2 g/l Cu a partir de uno pobre de 30.7 g/l Cu y 190 g/l H2SO4. Los mismos parámetros operacionales usados en la evaluación de laboratorio anterior (valores del PLS, concentración del LIX 984N, valores del electrolito, etapas y eficiencia de mezcladores), más estimaciones del sulfato total y los valores de actividad del sulfato, se ingresaron en el programa Isocalc®.

Tabla VI: Comparación de Isotermas de Extracción Extracción Isoterma de Laboratorio

Isoterma Isocalc

O/A

Orgánico g/l Cu

Acuoso g/l Cu

Orgánico g/l Cu

Acuoso g/l Cu

10/1 5/1 2/1 3/2 1/1 1/2 1/5 S.O.

2.04 2.28 2.96 3.26 3.70 4.19 4.35 1.80

0.07 0.09 0.17 0.26 0.51 1.24 1.94

2.047 2.287 2.956 3.268 3.705 4.128 4.299 1.803

0.064 0.085 0.196 0.303 0.599 1.338 2.001

Solución de Lixiviación (PLS)

2.50

2.50

Tabla VII: Comparación Perfiles del Circuito Perfil Laboratorio

Perfil Isocalc

Etapa Extrac. 1 Extrac. 2

Orgánico g/l Cu 4.08 2.88

Acuoso g/l Cu 1.31 0.28

Orgánico g/l Cu 4.049 2.904

Acuoso g/l Cu 1.355 0.255

Reextr. 1

1.80

51.2

1.803

51.2

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Los resultados de laboratorio versus Isocalc se presentan en las Tablas VI y VII, aunque no idénticos son similares. Esto demuestra que el programa Isocalc es una herramienta confiable y que puede usarse para generar isotermas representativas, para construir diagramas de McCabe-Thiele y predecir rangos de recuperación de cobre en circuitos de extracción por solvente. En la Figura 9 están el texto de los datos de salida de extracción y reextracción y los resultados del perfil Isocalc para esta comparación. La Figura 10 es el diagrama de extracción de McCabeThiele y la Figura 11, el diagrama de McCabe Thiele para reextracción.

MCT Redbook Figura 9. Datos de Isoterma de Extracción y de Reextracción y Resultados de Perfil en Isocalc® TM Isocalc® TM Ver. 8.00 © Copyright 2006 Cognis Corporation Isotherm Point Calculations and Graphics / McCabe-Thieles NOTICE: Please read Cognis’ Disclaimer of Warranty and Limitation of Liability statements

Extraction Data Client: LIX® Reagent Customer Project: New Copper Property Reagent Selected: LIX® 984N PLS g/l Cu: 2.5 PLS g/l SO4: 90 Stripped Organic, g/l Cu: 1.803 Number of Strip Stages: 1 Spent Elec., g/l H2SO4: 190 Temperature: 25˚C Others Parameters / Information:

Reagent Volume Percent: 8.7% PLS pH: 1.80 PLS SO4 Activity: 12.5% Max Load, g/l Cu: 4.380 Spent Elec., g/l Cu: 30.7 Preg. Elec., g/l Cu: 51.2

Extraction Isotherm Points O/A=10.0 O/A=5.0 O/A=2.0 O/A=1.5 O/A=1.0 O/A=0.5 O/A=0.2 O/A=0.1

Org., g/l Cu 2.047 2.286 2.955 3.268 3.704 4.128 4.299 4.342

Strip Isotherm Points

Aq., g/l Cu 0.064 0.085 0.196 0.302 0.599 1.338 2.001 2.246

Aq., g/l Cu 30.700 34.800 38.900 43.000 47.100 51.200

Org., g/l Cu 1.000 1.170 1.330 1.470 1.590 1.700

================== McCabe-Thiele Calculations ================== Net Transfer: 0.258 g/l Cu per 1 vol. % LIX® 984N Series Circuit Recovery: 89.810% Loaded Organic is 92.43% of Max Load PLS 2.500 g/l Cu pH = 1.80

O/A= 1.0 Mixer Eff 95%

E1

Raffinate 0.255 g/l Cu

1.355 g/l Cu

2.904 g/l Cu

Mixer Eff 95%

E2

Spent. Elec. 30.7 g/l Cu 190 g/l H2SO4

Preg. Elec. 51.2 g/l Cu

Stripped Org. 1.803 g/l Cu

O/A= 9.131 Mixer Eff 98%

S1

Loaded Org. 4.049 g/l Cu

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MCT Redbook Figura 10. Diagrama de Extracción de McCabe-Thiele Isocalc® 5 8.70 v/v% LIX 984N

Info base para Extracción Alimentación = 2.5 g/l Cu pH = 1.8 O.C. = 4.049 g/l Cu O.D. = 1.803 g/l Cu E.P. = 30.7 g/l Cu Acido en E.P. = 190 g/l E.R. = 51.2 g/l Cu Recuperación = 89.81%

Orgánico g/l Cobre

4

3

Extracción en serie E1-S = 95.0% E2-S = 95.0% O/A = 1.0 Refino = 0.255 g/l Cu

2

AVISO: Favor de leer “La Declaración de Ausencía de Garantía y Limitación de Responsabilidad” de Cognis.

1

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Acuoso g/l Cobre

Mientras el programa de computación Isocalc predice los comportamientos del circuito asociados con el equilibrio de extracción/reextracción, este no predice la selectividad Cu sobre fierro ni maneja las propiedades físicas de un circuito, tales como: a) separación de fases – rapidez con que la dispersión orgánico/acuoso que sale de un mezclador se separa, en fases orgánica y acuosa discretas. b) atrapamientos – las pequeñísimas gotas de una fase transportadas en la otra fase, después que la separación primaria de las fases ha ocurrido.

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c) generación de borras – el término “crud” o “gunk” se usa para describir un material interfacial, usualmente una emulsión estabilizada por sólidos, que se presenta en casi todos los circuitos de extracción por solvente. El crud a menudo contiene sólidos finamente divididos (ya sea transportados al circuito con los licores de lixiviación o precipitados en el circuito), alguna emulsión estable, volumen de solución de lixiviación y volumen de orgánico, sílice coloidal y a veces, bacterias. El Crud es una cosa difícil de describir ya que la composición de este en una planta puede ser muy diferente al de otra planta.

MCT Redbook Figura 11. Diagrama de Reextracción de McCabe-Thiele Isocalc® TM

70 8.70 v/v% LIX 984N

Datos Esenciales para Reextracción

65

O.C. = 4.049 g/l Cu E.R. = 51.2 g/l Cu E.P. = 30.7 g/l Cu Acido en el E.P. = 190 g/l S1-S = 98.0% O/A + 9.13 O.D. = 1.803 g/l Cu Temp = 25˚C Transferencia Neta = 0.258 g/l/Vol%

60

Orgánico g/l Cobre

55 50

AVISO: Favor de leer “La Declaración de Ausencía de Garantía y Limitación de Responsabilidad” de Cognis.

45 40 35 30 25 20 0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

Acuoso g/l Cobre

Como se mencionó previamente, el programa Isocalc debiera usarse en conjunto con, pero no como un reemplazo total, de las evaluaciones de laboratorio. Como tal, puede ahorrar un montón de tiempo proporcionando rápidamente información sobre preguntas del tipo “que pasaría si”, que es muy útil durante las etapas preliminares del proyecto.

programas Isocalc para su proyecto de lixiviación sulfúrica de cobre. Para más información sobre el programa de modelación de extracción por solvente Isocalc de Cognis, llame a su representante local de Cognis.

Hay una versión del programa disponible para los clientes de Cognis, pero no está disponible para distribución general.. Bajo ciertas condiciones, su especialista de extracción por solvente de Cognis, estará feliz de correr

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MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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EXTRACTANTE DE PAR DE IONES A. Serie Alamine® B. Serie Aliquat® C. Programa de Evaluación para Extractantes de Par de Iones D. Actuales y Posibles Futuros Usos de Extractantes Amina

EXTRACTANTE DE PAR DE IONES

MCT Redbook II. Extractantes de Par de Iones

reextracción con el menor número de etapas.

Una segunda clase de extractantes se basa en el principio de asociación de iones, con lo cual, una gran cantidad de orgánicos cargados positivamente, causa la extracción de un metal aniónico complejo en la fase orgánica, con la expulsión concomitante de un anión común en la fase acuosa. Cognis Corporation comercializa dos clases de compuestos que caen en esta clasificación general.

La ecuación abajo muestra la reextracción con Na2CO3: La mayor aceptación comercial para los reactivos tipo

A. Serie de las Alaminas

Alamina ha sido en la recuperación de uranio, sin embargo cualquier metal capaz de formar complejos aniónicos en solución acuosa es candidato para extracción por extractantes tipo amina. La Figura 12 muestra algunos de los datos que se han generado usando Alamina 336 y/o aminas similares.35 La información está lejos de ser todo incluido, pero si muestra la amplia variedad de sistemas metal-acuoso que son susceptibles de tratamiento con extractantes tipo amina.

Los reactivos Alamina contienen un nitrógeno básico capaz de formar sales amina con una variedad de ácidos orgánicos e inorgánicos. Las aminas terciarias de fórmula R3N, donde R representa una variedad de cadenas hidrocarbonos, encuentra el más amplio uso en procesos de recuperación de metal por extracción por solvente. Las ecuaciones a continuación son representativas de la química de extracción de la Serie Alamina de Reactivos:

c. 2[R3NH+B]org + [Na2+CO3=]ac 2[R3N]org + H2O + CO3 + 2[Na+B]ac

B. Serie Aliquat a. [R3N]org + [HA]ac b. [R3NH+A]org + [B]ac

[R3NH+A]org [R3NH+B]org + [A]ac

La ecuación “a” representa la formación de una sal amina y la ecuación “b” representa un intercambio iónico real. La extensión a la cual B se intercambiará por A es una función de la afinidad relativa de los dos aniones por el catión orgánico y la estabilidad relativa de los aniones en el medio acuoso. Típicamente, la extracción favorece a los aniones más grandes de baja carga sobre los aniones más pequeños altamente cargados. Puesto que las aminas terciarias forman sales con una amplia variedad de ácidos, la elección de reactivos para un proceso de intercambio iónico líquido es bastante grande, por ejemplo la sal de bisulfato, el cloruro, etc.,de los reactivos Alamina. Los extractantes del tipo amina se pueden reextraer con una amplia variedad de soluciones de sales orgánicas, tales como NaCl, Na2CO3 y (NH4)2SO4. La elección del agente de reextracción depende del proceso global de recuperación, pero en general, los agentes básicos de reextracción que desprotonan la amina dan la mejor

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La serie de reactivos Aliquat está basado en la cuaternización del respectivo reactivo Alamina con cloruro de metilo. Debido a que una amina cuaternaria siempre está positivamente cargada, la extracción aniónica con reactivos Aliquat, no es dependiente del pH, como sucede con las aminas terciarias. Como resultado, algunas soluciones de lixiviación de metales básicos pueden tratarse exitosamente con reactivos tipo Aliquat, sin ajuste de pH. La mayor desventaja de usar un reactivo Aliquat es que estos reactivos no se deprotonan, de ahí que la reextracción es usualmente más difícil que con los reactivos similares tipo amina.

Ra

Fr

Ac

La* III h

Hf IV bc

Zr IV vc

Pr III h

Ta V cg

Nb V bcdg

V V c

Elemento Valencia Sistema

Clave

U IV VI ab ab cd ef gi

Nd III h

W

Mo VI c

Cr VI bk

Fe III b

Np IV VI ab ab

Pm III h

Re

Eu III

Ir

Rh

Co II b

Pu Am IV VI III ab abf hj

Sm III h

Os

Tc Ru VII IV abcdlm b

Mn

Cm III hj

Gd

Pt

Pd

Ni

Hg

Au

Bk III hj

Cf III hj

Dy

Cd

Ag I bh

Tb

Zn II bh

Cu II b

Es III hj

Ho

TI

In

Ga

B AI

d—H3PO4 e—HF f—CH3COOH

g—(COOH)2 j—NH4SCN k—H2CrO4 h—LiCI, LiCI, LiCI—HCI, CsCI i—diferentes ácidos organicos.

l—HBr m—HI

Fm

Er

Pb

Sn

Ge

C Si

Md

Tm III h

Bi III b

Sb

As

N P

No

Yb

Po IV b

Te

Se

O S

(a) Obtenido del “Estándar de Métodos de Analisis Quimíco”, Volumen ll A, Sexta Edición, pagína 190. Van Nostrad Reinhold Company, 1963.

a—HNO3 b—HCI c—H2SO4

Elementos enmarcados son extraidos desde los medios ácidos mostrados a continuación.

Th Pa IV V abcdh abcd

Ba

Cs

Y III hj

Ti IV b

† Elementos 90-103

Sr

Rb

Sc

Ce III h

Ca

K

* Elementos 58-71

Be Mg

Li Na

Figura 12 . Extracción de Elementos (a) con Aminas Terciarias de Alto Peso Molecular

103

Lu

At

I

Br

F CI

MCT Redbook

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MCT Redbook C. Programa de Evaluación de Laboratorio para Extractantes de Par de Iones Los programas de evaluación con extractantes tipo amina se realizan en forma muy similar a aquellos descritos anteriormente para reactivos del tipo quelante. El sistema amino tiende a ser más complicado que el sistema quelante por una variedad de razones: a. La gran cantidad de sistemas acuosos aniónicos donde un extractante amina puede ser aplicable, b. Las aminas protonadas y cuaternarias deben aparearse con un anión y como resultado estos reactivos a menudo son muy selectivos, c. La gran variedad de potenciales agentes de reextracción en comparación a las oximas cargadas de cobre, donde por ejemplo, la reextracción con ácido sulfúrico es la norma, d. Las tres variables: pH, el estado de oxidación del metal y la concentración del anión, contribuyendo al complejo del metal aniónico, todo lo cual es importante en el esquema de separación del metal con aminas.

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Aún, la meta del programa de evaluación sigue siendo el mismo, desarrollar las mejores condiciones para la extracción, reextracción y recuperación final del producto consistente con el esquema metalúrgico global. Un ejemplo que ilustra la importancia de las variables citadas anteriormente es la separación de Co, Fe y Ni desde una solución clorhídrica. Al referirnos a la Figura 13, notemos que el Ni (II) es extraído débilmente a concentración de 200 g/l de ión cloruro, el Co (II) y el Fe (II) se extraen fuertemente a concentración de 150 a 200 g/l de ión cloruro y el Fe (III) es fuertemente extraído a 50 g/l de ión cloruro. Como resultado se puede efectuar una excelente separación de Co, Ni y Fe, tomando una aleación de los metales en una solución de ácido clorhídrico concentrado, oxidando el fierro a férrico, coextrayendo el Co (II) y Fe (III) y dejando al Ni en la solución original, y luego reextrayendo selectivamente el Co (II) del Fe (III) con agua. Este esquema se ha estudiado en nuestro laboratorio. Varios otros esquemas levemente diferentes, también se han reportado.36,37 El mejor esquema para este tipo de alimentación depende de las cantidades relativas de Co, Ni y Fe presentes. En general, el uso de modificadores de fase orgánica, normalmente en moléculas orgánicas que contiene oxigeno polar tales como alcoholes de cadena larga, se requiere con las aminas para mantener los complejos solubles de metal amina, para prevenir la formación de tercera fase y/o para tener aceptable separación de fases.

MCT Redbook Figura 13. Isotermas de Extracción de Soluciones Clorhídricas a 40°C y pH 2.0 con Alamine 336 100 Mo

Zn

Fe3+

Extraction (E), %

80

60 Fe2+ Cu 40

Co Mn

Sn

20 Ni, Cr 0 100

200

300

[CL-], g/l.

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MCT Redbook D. Presente y posibles futuros usos de Extractantes Amina

El futuro crecimiento en el uso de estos reactivos puede estar en las áreas de:

Uno de los mejores caminos para ilustrar el valor de las aminas como extractantes de par iónico metal es entregar una lista de las aminas de alta pureza comercialmente disponibles de Cognis Corporation con algunos de sus usos conocidos:

a) recuperación de metales de catalizadores previamente utilizados52 b) separaciones de niobio, tántalo, titanio y zirconio53 c) purificación ácidos inorgánicos54 d) separación de cobalto, cobre y zinc del níquel

1. Alamine 300 (tri-n-octilamina): extracción de cobalto desde soluciones de lixiviación clorhídrica.38 2. Alamine 308 (tri-isooctilamina): separación de Co, Ni desde licores clorhídricos.39 3. Alamine 336 [tri-(C8C10) amina]: recuperación de uranio desde soluciones de lixiviación sulfúrica40 o soluciones de la elusión de resinas de intercambio iónico,41, 42 separación cobalto-níquel de ácido clorhídrico,43 extracción de fierro desde soluciones de cloruro de aluminio,44 extracción de vanadio,45 extracción de cromo,46 separación de metales del grupo del platino47 y de recuperación del tungsteno. 4. Alamine 310 (tri-isodecilamina): extracción de uranio y vanadio de licores de lixiviación sulfúrica y separaciones de metales del grupo del platino. 5. Alamine 304 (trilaurilamina): extracción de uranio y molibdeno de licores de lixiviación acídica, teniendo la ventaja de que el complejo amino molibdeno es altamente soluble. 6. Aliquat 336 {tri-(C8C10) metil cloruro de amonio]: extracción de vanadio,45 separación de metales del grupo del platino,47, 48 extracción de tierras raras,49 recuperación de renio,50 y extracción de arsénico desde electrolitos de refinerías.51 7. Aliquat 336 Nitrato: la sal nitrada de Aliquat 336, es un producto especial para la separación de tierras raras.

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MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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OTROS EXTRACTANTES III. Extractantes Tipo Neutro o Solvatante IV. Extractantes Acido Orgánicos V. Substitución de Enlaces

OTROS EXTRACTANTES

MCT Redbook III. Extractantes Tipo Neutro o Solvatante Una tercera clase de extractantes se conoce como neutros o solvatantes. Los extractantes de esta clase son básicos en naturaleza y coordinarán a ciertos complejos metálicos neutros reemplazando agua de hidratación, provocando de ahí como resultado que los complejos organometálicos se transformen en orgánico soluble y acuoso insoluble. Los extractantes de solvatación tienen un átomo capaz de donar electrón a un metal en la formación de una aducción y se clasifican de acuerdo a esa habilidad: R3PO > (RO)3PO > R2CO > ROH > R2O

Oxidos Trialquilfosfine > trialquilfosfatos > cetonas > alcoholes > éteres

Requiere un poco de imaginación ver que la lista anterior es solo una breve representación de los compuestos orgánicos que podrían funcionar como extractantes solvatantes. En general, las extracciones con extractantes solvatantes están limitadas por: 1) la habilidad de los metales para formar complejos neutros con aniones, 2) la co-extracción de ácido con altas concentraciones de ácido, y 3) la solubilidad de los complejos organometálicos en el vehículo orgánico. Un importante extractante de este tipo es el tri-n-oxido octilfosfina (C8H17)3PO, llamado TOPO. Se han investigado las características de extracción del TOPO con una amplia variedad de metales56 y se resumen en la Figura 14. Una importante aplicación comercial del TOPO en extracción por solvente es la combinación sinergísta con el ácido di2-etilhexil fosfórico (DEHPA) para la extracción del uranio del proceso húmedo del ácido fosfórico.57, 58 Otros importantes extractantes de esta clase son tributilfosfato (TBP), dibutil butilfosfato (DBBP), 2,2’dibutoxi dietil eter (di-butil carbitol) y metil isobutil cetona (MIBK). El di-butil carbitol y el MIBK se usan para la extracción de oro desde soluciones de ácido clorhidrico. Es interesante notar que muchos de los modificadores de fase y de equilibrio comunmente usados en extracción por solvente provienen de esta clase de extractantes. Esto no es una sorpresa puesto que ambos requieren un grupo que tenga la habilidad de donar electrones y en algunos casos, ser un aceptador de enlace de hidrógeno y/o dador.

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Ra

Fr

Ac†

La*

Hf IV ab

Zr IV ab

Pu IV VI ab ab

Sm

Os

Ru

Fe III a

Am

Eu

Ir

Rh

Co

Cm

Gd

Pt IV a

Pd

Ni

Hg II a

Au III a

Bk

Cf

Dy

Cd II a

Ag

Tb

Zn II a

Cu II a

Es

Ho

TI

In III a

Ga III a

Fm

Er

Pb

Sn IV a

Ge IV a

C Si

Md

Tm

Bi III b

Sb III V aa

As III a

N P

No

Yb

Po IV b

Te

Se

O S

(a) Taken from “Standard Methods of Chemical Analysis,” Volume II A, Sixth Edition, page 192. Van Nostrand Reinhold Company, 1963.

a—HCI b—HNO3 c—H2SO4 d—HBr E—H3PO4

Np IV bc

Pm

Re

Tc VII acde

abc

Mn

Elemento Valencia Sistema

U VI ab

Nd

W

Mo VI abc

Cr VI ac

Elementos enmarcados son extraidos desde los medios ácidos mostrados a continuación.

abcd

Pa

Pr

Ta V a

Nb V a

V V a

B AI

Clave

Th IV ab

Ba

Cs

Y

Ti IV ac

† Elementos 90-103

Sr

Rb

Sc

Ce IV bc

Ca

K

* Elementos 58-71

Be Mg

Li Na

Figura 14 . Extracción de Elementos con Tri-n-Octilfosfine Oxido (TOPO)

103

Lu

At

I

Br

F CI

MCT Redbook

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MCT Redbook IV. Extractantes Acido Orgánicos Una cuarta clase de extractantes es la denominada extractantes ácido. La química de esta clase de extractantes tiene algunas características de similitud con los extractantes quelantes y algunas que son similares a las de los extractantes neutros o solvatantes. El Di-2etilhexil ácido fosfórico (DEHPA), mostrado a continuación, es representativo de esta clase de extractantes. O (C8H170)2POH

1. Insuficiente selectividad para la mayoría de los metales

Di-2-ácido etilhexilfosfórico (D2EHPA)

2. El Fierro es tan fuertemente extraído que la reextracción puede ser un problema. Los reactivos que pertenecen a esta clase son los ácidos organofosfórico, fosfónico y fosfínico, su respectivo mono y di-thio derivados, ácidos organosulfónico y carboxílico. La siguiente ecuación muestra las características duales de comportamiento: O 4(RO)2POH + Zn2+ [(RO)2PO2]2Zn[(RO)2PO2H]2 + 2H+

Note que dos de las moléculas DEHPA pierden un protón más como un extractante quelante mientras otras dos moléculas DEHPA solvatan al zinc igual que los extractantes del tipo solvatante. Las características del pH de extracción del DEHPA con respecto a varios metales se muestran en la Figura 15.59 Una de las características más interesantes del comportamiento de extracción de los extractantes basados en el ácido fosforoso, es su fuerte afinidad por el fierro (III) sobre otros metales. Esto es desafortunado ya que limita el uso de estos reactivos, por dos razones:

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A pesar de estas limitaciones, los extractantes ácidos han encontrado uso comercial para la recuperación de metales. El DEHPA se ha usado para la recuperación de uranio,3,60 vanadio,3,60 y zinc.59,61 Mientras los tres tipos de compuestos de ácidos organo fosforosos se han usado para la extracción selectiva del cobalto sobre el níquel,62,63 los extractantes del tipo ácido fosfórico tales como el LIX 272 encuentran el más amplio uso en esta aplicación. El extractante activo en el LIX 272 es ácido (2,4,4trimetilpentil) fosfórico. Es el reactivo seleccionado para la separación del cobalto del níquel tanto en matrices sulfato como cloruro. Dependiendo del pH otros metales pueden también extraerse. El orden típico de selectividad es: Fe(III)(pH0.50= Ni >> Cu ~ Fe.65 La recuperación de oro desde soluciones de lixiviación cianhídrica clarificadas puede ofrecer ciertas ventajas sobre los procesos de recuperación existentes, particularmente: 1. donde se necesita recuperación de oro muy alta o, 2. en el caso de soluciones de lixiviación que arrastran ya sea altos niveles de cobre o de compuestos orgánicos que ensucian el carbón. Además, el inventario de oro llevado al proceso de de recuperación SX-EW es menor que aquel en las típicas columnas de carbón o en el proceso de recuperación Merril Crowe. Esta funcionalidad también está disponible como resina de intercambio sólida llamada Aurix 100.66 Esta resina ha mostrado excelente cinética de extracción y alta carga de oro en laboratorio y en pruebas de planta piloto. También ha mostrado ser resistente a la ruptura, en aplicaciones típicas de resina en lixiviación o resina en pulpa. El Aurix 100 puede mostrar significativas ventajas sobre el carbón activado para la extracción de oro, desde pulpas ricas o desde licores de biolixiviación que ensucian al carbón.

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DILUYENTES DE EXTRACCION POR SOLVENTE CONCLUSION

DILUYENTES DE SX Y CONCLUSIONES

DILUYENTES DE EXTRACCION POR SOLVENTE/CONCLUSIONES

MCT Redbook DILUYENTES DE EXTRACCION POR SOLVENTE La discusión de este punto se ha centrado en los reactivos usados para la extracción de metales. En la mayoría de las plantas comerciales de SX el diluyente se usa como vehículo para que tanto el reactivo y los complejos metálicos estén presente en cantidades mucho mayores que el reactivo. Además, el diluyente puede alterar tanto las propiedades químicas como las físicas del sistema SX. Dado esto, es apropiada una breve discusión sobre los diluyentes. En muchos casos el rol del diluyente en la química del sistema es menor y la elección del diluyente se hace por las propiedades físicas del diluyente, tales como separación de fases, punto de inflamación, solubilidad del reactivo y del complejo metálico. Es una suerte que con muchos de los grandes sistemas de SX, por ejemplo en el sistema cobre oxima, lo anterior es cierto. En otros casos, en los que el diluyente tiene un rol mayor en la química del sistema, la elección del diluyente depende tanto de las propiedades químicas como las físicas. En cualquier caso los esfuerzos para elegir el adecuado diluyente y para monitorear la calidad de los continuos suministros, es importante. Estos esfuerzos deben incluirse como parte de un buen programa de evaluación de laboratorio. Debe notarse en esta discusión, que la función del diluyente se asume estar separada de la del modificador. En sistemas reales no es una presunción válida, pero las interacciones diluyente-modificador son complejas y por razones de brevedad, este tópico no será discutido.

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CONCLUSIONES El potencial de la extracción por solvente está bien documentado por la amplia variedad de soluciones con contenidos metálicos que están sujetas a recuperación, purificación y concentración por extracción por solvente. Sin embargo, queda mucho trabajo tanto en la síntesis de reactivos como en el desarrollo del proceso. Cognis tiene planes de continuar como un líder en este campo de la industria, por la vía de sus vigorosos programas de investigación y desarrollo. Este programa incluye estrechas relaciones de trabajo con los actuales y potenciales clientes, en un esfuerzo conjunto, para resolver problemas de común interés en la recuperación de metales. Los esfuerzos en el área del servicio técnico para los actuales y potenciales clientes han hecho una significativa contribución para el éxito global de Cognis en Extracción por Solvente. Cognis está conciente de no tener todas las respuestas ni de estar enterado de todos los problemas. Pero, Cognis cree firmemente que cooperando con los clientes podemos llegar a estar enterado de ellos y poder ayudarlos a encontrar soluciones a muchos de estos problemas. Los más de 50 años de experiencia de Cognis en extracción por solvente es una importante ventaja para poder ayudar en resolver problemas. La información entregada en esta literatura técnica se cree que está acertada. Sin embargo, Cognis no asume responsabilidad ni garantiza que la información sea correcta y completa. La definición final de conformidad de cualquier material y ejemplares por infracción de patentes son de sola responsabilidad del usuario, quien conoce las condiciones a que está destinado su uso.

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CONTROL DE CALIDAD COGNIS Y OTROS PROCEDIMIENTOS UTILES I. Pruebas estándar de control de calidad para reactivos LIX oximas II. Análisis de cobre en el orgánico de las soluciones de SX III. Análisis de cobre en las soluciones acuosas de SX IV. Pruebas de control de calidad Cognis para reactivos LIX oximas V. Procedimiento de pruebas de tratamiento con arcillas VI. Determinación colorimétrica directa de Uranio en aminas

CONTROL DE CALIDAD

para Níquel

MCT Redbook CONTROL DE CALIDAD… y otros procedimientos útiles Esta sección contiene, seis procedimientos de Cognis usualmente utilizados, que han sido incluidos para ayudar a los clientes y potenciales clientes con su operación de planta y con evaluaciones de laboratorio. Los procedimientos incluidos en esta sección son:

I. Pruebas Standard de Control de Calidad Cognis para Reactivos Oxima LIX®

. . . . . . . .55

A. Introducción B. Equipamiento y Reactivos 1. Depósito de Pruebas 2. Dispositivo de Muestra

C. Preparación de Fase Orgánica 1. Para Reactivos LIX de Formulación Normal 2. Para Reactivos LIX Concentrados excepto LIX 860-IC 3. Para LIX 860-IC

D. Preparación de Fase Acuosa 1. Fase Acuosa Standard de Extracción 2. Fase Acuosa Standard de Reextracción

E. Cinética de Extracción, Punto de Isoterma de Extracción, Separación de Fases de Extracción y Selectividad Cu/Fe de Extracción F. Cinética de Reextracción, Punto de Isoterma de Reextracción, Separación de Fases de Reextracción G. Carga Máxima de Cobre H. Cálculos

II. Análisis de Cobre en Soluciones Orgánicas de SX A. B. C. D.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

Introducción Equipamiento y Calibración de Instrumentos Reactivos Análisis

III. Análisis de Cobre en Soluciones Acuosas de Lixiviación A. B. C. D.

Introducción Equipamiento y Calibración de Instrumentos Reactivos Análisis

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61

MCT Redbook IV. Pruebas de Control de Calidad de Reactivos Oxima LIX® para Níquel

. . . . . . . . . . . . . . . . .63

A. Introducción B. Equipamiento y Reactivos 1. Depósito de Pruebas 2. Dispositivo de Muestra

C. Preparación 1. Preparación de Orgánico 2. Fase Acuosa Standard de Extracción 3. Fase Acuosa Standard de Reextracción

D. Cinética de Extracción, Punto de Isoterma de Extracción, Separación de Fases de Extracción y Selectividad Ni/Zn en Extracción E. Cinética de Reextracción, Punto de Isoterma de Reextracción y Separación de Fases de Reextracción F. Carga de NH3 G. Máxima Carga de Níquel H. Cálculos

V. Procedimiento de Prueba para Tratamiento con Arcilla A. B. C. D. E.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67

Introducción Equipo y Soluciones Procedimiento de Tratamiento con Arcilla Procedimiento de Prueba de Extracción y Reextracción Cálculos

VI.Determinación Colorimétrica Directa de Uranio en Aminas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69

A. Introducción B. Determinación Colorimétrica Directa de Uranio en Aminas 1. Soluciones

C. Procedimiento General 1. Solución Cromogénica 2. Equipamiento: Espectrofotómetro 3. Procedimiento

D. Cálculos La anterior no es una lista completa de los procedimientos Cognis. Por favor contacte su representante Cognis si tiene alguna consulta relacionada con estos procedimientos y de otros disponibles a través de Cognis.

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MCT Redbook I. Pruebas Standard de Control de Calidad Cognis para los Reactivos Oxima LIX® A. Introducción Las pruebas standard de Control de Calidad Cognis para reactivos LIX, basados en oxima, están diseñadas para ser una forma simple y fácil de asegurar que estos reactivos LIX de Cognis, cumplan con sus especificaciones para todas aquellas propiedades críticas, para el comportamiento de estos reactivos como extractantes de cobre. Las especificaciones de los reactivos están enlazadas a las condiciones de especificas de las Pruebas Standard de Control de Calidad de Cognis y por esta razón, es muy importante ceñirse estrictamente a las condiciones del equipamiento de prueba, las condiciones de los reactivos y los procedimientos descritos en este boletín.

B. Equipo y Reactivos 1. Depósito de Pruebas Vaso precipitado de vidrio de 1000 con un diámetro de 10 cms en el interior, limpio y libre de jabón o detergente. Este vaso tiene en el interior un baffle metálico inoxidable con las siguientes características 12 cm de altura, con 4 barras de 1 cm y de 9,8 cm de diámetro. Posee un impulsor de polipropileno de 1.75 pulgadas (4.45 cm) de diámetro, con 6 ranuras de 0.125 pulgadas (0.32 cm) de profundidad y 0.125 pulgadas de ancho, la parte superior está 1 cm sobre la parte superior del impulsor, y el eje de acero inoxidable 316 L es de 23 cm de longitud. La velocidad del mezclador se ajusta a 1750 ± 25 rpm. Aunque Cognis usa agitador tipo RZRI disponible de Caframo (Wiarton, Notario, Canadá NOH 2TO), Cualquier buen agitador, capaz de mantener velocidad constante de 1750 ± 25 rpm es aceptable. El depósito de prueba y el impulsor están disponibles para los clientes de Cognis libres de cargo por parte de Cognis Corporation. 2. Dispositivo de Muestra Cuando se muestrea la emulsión es importante que no ocurra un mezclamiento adicional. Se debe usar un tubo

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largo abierto en los extremos. Una pipeta volumétrica de 10 ml con la punta cortada o una pipeta sexológica de 10 ml son equipos satisfactorios.

C. Preparación de la Fase Orgánica 1. Para reactivos LIX de formulación Normal Prepare 500 ml de solución de exactamente 10 % v/v de reactivo LIX en diluyente Escaid 100 o su equivalente aprobado. Si la dilución v/v no es conveniente, se puede calcular la dilución p/v y hacerlo, usando la densidad del LIX que se va a probar. 2. Para Reactivos Concentrados excepto LIX 860-IC Prepare 500 ml de solución de exactamente 7.143 % v/v de reactivo LIX en diluyente Escaid 100 o su equivalente aprobado. Si la dilución v/v no es conveniente, se pueden calcular diluciones p/v, utilizando la densidad del reactivo LIX que se va probar. 3. Por LIX 860-IC Prepare 500 ml de solución de exactamente 8.00 % v/v de LIX 860-IC en diluyente Escaid 100 o en su equivalente aprobado. Si la dilución v/v no es conveniente, se puede calcular diluciones p/v utilizando la densidad del reactivo LIX que se va probar.

MCT Redbook D. Preparación de la Fase Acuosa 1. Fase Acuosa Standard de Extracción La fase acuosa de extracción contiene 6 ± 0.1 g/l Cu+2 , 3 ± 0.1 g/l Fe+3 (ambos) como sulfatos a pH 2.0 ± 0.1. 2. Fase Acuosa Standard de Reextracción La fase acuosa de reextracción contiene 35 ± 0.7 g/l Cu (como sulfato) y 160 ± 2 g/l H2SO4. Todas las soluciones se preparan a partir de reactivos químicos puros disueltos en agua deionizada. Las temperaturas de todas las soluciones se equilibran a 23 ± 1°C, antes de usar. Antes y después de cada prueba, todo el equipamiento debe lavarse y enjuagarse varias veces con agua deionizada seguida por metanol o acetona y secado completamente antes de usar. Fallas en un adecuado lavado y secado pueden resultar en resultados erróneos.

E. Cinética de Extracción, Punto de Isoterma de Extracción, Separación de Fases de Extracción y Selectividad Cu/Fe en Extracción Contacte vigorosamente 400 ml de fase orgánica, con 400 ml de fase acuosa de reextracción, durante dos minutos en embudo separador. Después de que las fases se han separado, filtre la fase orgánica a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente. Agregue 350 ml de orgánico filtrado en el depósito de muestra y ajuste el impulsor de modo que quede centrado en el vaso y que el tope del impulsor de polipropileno quede en el nivel de la superficie de la fase orgánica. Ponga en marcha el agitador y ajuste la velocidad del agitador a 1750 ± 25 rpm y luego de 5 segundos suavemente agregue 350 ml de la fase acuosa de extracción. Ponga en marcha el cronómetro al término de la adición de acuoso.

un pequeño vaso o embudo separador. Después de que las fases se han separado, filtre la muestra de orgánico a través de filtro Whatman 1PS o equivalente, rotúlela como muestra E30 y déjela para análisis. Continúe mezclando por un total de 300 segundos, al final de los cuales se detiene el agitador. De inmediato ponga en marcha un cronómetro y determine el tiempo requerido para la completa separación de las fases. La separación de Fases se considera completa cuando solo una mono capa de burbujas permanezca en la interfase. Tome muestra de la fase orgánica, filtre el orgánico a través de filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra E300 y déjela para análisis. Remítase a los procedimientos de análisis de cobre en acuoso y orgánico. Para el LIX 84, LIX 84N, LIX 84-I y LIX 84-IC se toma una segunda muestra para cinética a los 60 segundos (E60), como sigue: a partir de los 59 segundos, se retiran suavemente 10-15 ml de muestra de la emulsión de los 2 cms superiores del depósito de prueba y se transfiere la muestra en un pequeño vaso o embudo separador. Después de que las fases se han separado, filtre la muestra de orgánico a través de Filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra E60 y déjela para análisis. Continúe mezclando por un total de 300 segundos y al final detenga la agitación. Inmediatamente a continuación haga partir un cronómetro y determine el tiempo requerido para completar la separación de fases. La separación de fases se considera completa cuando queda una mono capa de burbujas en la interfase. Tome muestra de la fase orgánica, filtre la muestra de orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra E300 y déjela para análisis. Refiérase a los procedimientos de análisis de cobre en acuoso y en orgánico.

Para todos los reactivos LIX, excepto el LIX 84, LIX 84N, LIX 84-I y LIX 84-IC, se toma una muestra para cinética a los 30 segundos (E30) como sigue: a partir de los 29 segundos, suavemente remueva 10-15 ml de muestra de la emulsión desde 2 cm del tope del vaso y transfiérala a

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MCT Redbook F. Cinética de Reextracción, Punto de Isoterma de Reextracción y Separación de Fases de Reextracción Las fases orgánica y acuosa de la prueba de extracción anterior se transfieren a un embudo separador y se deja que se separen completamente. La fase acuosa se vacía y descarta. El orgánico cargado (325 ml) se transfiere cuidadosamente a una probeta graduada, asegurándose de que no se transfiera acuoso con el orgánico. Se agregan 325 ml de solución acuosa de reextracción a un depósito de prueba limpio. Ajuste la altura del impulsor, como se describió anteriormente, haga correr el agitador y ajuste la velocidad a 1750 ± 25 rpm. Después de un periodo de 5 segundos, agregue el orgánico cargado. Ponga en marcha el cronómetro inmediatamente después de adicionado el orgánico. A partir de los 29 segundos, retire suavemente 10-15 ml de muestra de emulsión de los 2 cms superiores del vaso de prueba y drénelos en un pequeño vaso o embudo separador. Filtre el orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente y rotule como muestra S30. Continúe agitando por un total de 300 segundos, detenga el agitador y deje separar las fases, midiendo el tiempo de separación de fases como se describió anteriormente. Muestrée la fase orgánica, filtre el orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra S300 y déjela para análisis. Refiérase a los procedimientos para análisis de cobre en acuoso y orgánico.

G. Carga Máxima de Cobre Tome una alícuota del reactivo LIX diluido y un volumen igual de acuoso standard de extracción y contáctelos vigorosamente por dos minutos en embudo separador. Deje separar las fases y descarte la fase acuosa. Agregue acuoso standard fresco de extracción y repita el contacto. Continúe igual hasta un total de 4 contactos y después del último, filtre la muestra de orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra de Carga Máxima y deje para análisis. Las muestras de orgánico E30, E60, E300, S30, S300 y Carga Máxima se analizan por Espectrometría de Absorción

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Atómica. (EAA) por Cu. La muestra E300 también se analiza por EAA por Fe, todos los resultados se expresan en unidades de g/l. Los procedimientos de EAA usados por Cognis Corporation para determinar cobre y fierro se encuentran disponibles a pedido.

H. Cálculos 1. Punto de Isoterma de Extracción, Cu = E300 2. Punto de Isoterma de Reextracción, Cu = S30 - S300 E 3. Cinética de Extracción, % = E30 x 100 or 60 x 100 E300 E300 4. Selectividad Cu/Fe en Extracción = E300 (Cu) E300 (Fe) 5. Cinética de Reextracción, % = E300 (Cu) - S30 (Cu) E300 (Cu) - S300 (Cu) 6. Transferencia Neta, Cu = E300 - S300

x 100

MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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MCT Redbook II. Análisis de Cobre en Soluciones Orgánicas de Extracción por Solvente A. Introducción El cobre se puede determinar directamente por espectrometría de absorción atómica en las soluciones orgánicas. El instrumento debe equiparse para manipular con soluciones orgánicas y tanto el standard como las muestras deben diluirse en un diluyente apropiado. Debe consultarse al fabricante del instrumento por las instrucciones de seteo para análisis directo del orgánico. Generalmente los sellos o-ring en la cámara de nebulización por rociador deben cambiarse por materiales que sean compatibles con las soluciones orgánicas. Una vez hecho el cambio, no es necesario volver a cambiar por los materiales de los o-ring originales, para analizar soluciones acuosas. Se debe remover toda el agua de la cámara de nebulización antes de aspirar orgánico. Una forma conveniente de conseguir esto es encender la llama y aspirar agua deionizada por 5 minutos para permitir que el cabezal del instrumento y el quemador se temperen. Luego aspire metanol u otro orgánico miscible con agua por 5 minutos para limpiar toda el agua de la cámara limpiar el orgánico de la cámara y del quemador. En seguida aspire el diluyente del orgánico por 5 minutos para permitir que se estabilice el sistema. El orgánico debiera removerse de la cámara antes de analizar soluciones acuosas o de apagar el instrumento. Aspire metanol por 5 minutos para limpiar el orgánico de la cámara y del quemador, luego aspire agua deionizada por 5 minutos para limpiar el metanol de la cámara y del quemador. El instrumento está ahora listo para análisis de acuoso o para ser apagado. Se necesita una matriz orgánica para la dilución de standards y muestras. Cognis recomienda una matriz de 5 % v/v de un reactivo LIX en un hidrocarburo kerosénico aprobado para uso como diluyente de extracción por solvente. El diluyente debe ser libre de cobre y si se usa sin un reactivo de extracción por solvente da resultados bajos con algunas muestras. El uso de altas concentraciones de reactivo de SX en diluyente ocasiona

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rápida obstrucción del quemador de algunos instrumentos. Si todas las muestras se diluyen al menos 1:10 en el diluyente usado en la matriz para preparar standards, no se observan efectos en la matriz. Para muestras que contienen cobre a tan bajas concentraciones que no sea posible una dilución 1:10 entonces la matriz de los standards debe equipararse a las muestras o debe usarse la técnica de adición de standards. La preparación de standards orgánicos de trabajo y la dilución de muestras se logra mejor con un dilutor como el Microlab 500 disponible de la compañía Hamilton P.O.Box 10030, Reno, NV89502 USA, teléfono (702) 858-300, fax (702) 856-7259 o equivalente. El uso de pipetas manuales y de probetas volumétricas requiere la calibración de las pipetas con el diluyente para lograr una exactitud adecuada. El relativamente alto coeficiente de expansión de las soluciones orgánicas requiere que todos los standards y muestras sean diluidos a la misma temperatura. Debiera usarse la línea secundaria 327.4 nm en lugar de la 324.7, ya que la concentración de cobre en las muestras está en el rango de g/l. La llama aire-acetileno debiera ser tan delgada como sea posible. La muestra de orgánico aspirada actuará como un combustible y producirá una llama neutra o rica en combustible. La absorbancia y la linealidad de la curva standard de cobre no son muy sensitivas a las condiciones de la llama y altura de los quemadores. Para la mayoría de los instrumentos, el ángulo del cabezal del quemador debiera ajustarse de modo que la absorbancia del standard mayor esté entre 0.4 y 0.6. Los siguientes ejemplos son instrucciones para el espectrofotómetro usado en el laboratorio de Cognis en Tucson.

MCT Redbook B. Equipos y Calibración de Instrumentos Aparato Perkin-Elmer AAnalyst 300 Ancho de la abertura – 0.7 nm Longitud de onda – 327.4 nm sin corrección de respaldo Quemador – Aire/Acetileno, abertura sencilla, 5 cm longitud de abertura Altura del Quemador – El centro del haz de luz debe estar alrededor de 1 cm sobre el quemador. La altura del quemador no es crítica en la determinación de cobre Llama – aire acetileno, oxidante, combustible delgado, azul, flujo de aire 8.0 l/min, flujo de combustible 0.8 l/min Corriente de lámpara – 12 ma (referido a las recomendaciones de seteo del fabricante de la lámpara Tiempo de Integración – 3.0 segundos Replicaciones – 4

C. Reactivos Solución Orgánica – LIX® 984 N al 5% en un diluyente comercial aceptable Metanol Agua Deionizada Standard Orgánico de Cu 1000 mg/l – Disponible de Cognis Corporation 2430 N. Huachuca Dr. Tucson, Az 85745 USA. Teléfono (520) 622-8891. Fax (520) 624-0912 Standards de Trabajo – 60.00, 30 y 10 mg/l preparado a partir de standard de 1000 mg/l y el diluyente orgánico

D. Análisis Recuerde el método de Cobre en Orgánico con que se calibrará el AAnalyst 300, usando los parámetros de la sección de calibración. Encienda la llama y aspire agua deionizada por 5 minutos para permitir que el instrumento y cabezal del quemador se calienten. Mientras se aspira el agua deionizada, el instrumento automáticamente se pone a cero, selecciona y enciende la lámpara de Cu y selecciona la longitud de onda 327.4 nm. Aspire metanol por 5 minutos para evacuar toda el agua de la cámara de pulverizado y del quemador. Aspire el diluyente orgánico por lo menos 5 minutos para estabilizar el sistema. Seleccione gráficos continuos del menú de herramientas y lleve a cero el instrumento usando diluyente orgánico como blanco. Aspire un standard y ajuste el ángulo del quemador de modo que la absorbancia del standard mas alto sea ~0.5. Setee una curva standard utilizando los standards orgánicos de trabajo de cobre. Use el diluyente orgánico como blanco y el standard de 30.00 mg/l como el standard de reeslopeo. Diluya las muestras con el diluyente orgánico para obtener la concentración dentro del rango de los standards de calibración. Si se usa una dilución 5 minutos, resultan en una absorción de algo de LIX® en la arcilla y también puede permitir que la arcilla libere algo de los contaminantes y que vuelvan a la fase orgánica.

D. Procedimiento de Prueba de Extracción y Reextracción Coloque 350 ml de la fase orgánica descargada en el vaso de prueba y ajuste la posición del impulsor como se describe anteriormente. Comience a agitar, regule la velocidad del impulsor a 1750 ± 25 rpm y después de 5 segundos, agregue 350 ml de la fase acuosa de extracción, poniendo en marcha un cronómetro al final de los 5 segundos de la adición de acuoso. A los 29 segundos, retire suavemente 10 -15 ml de muestra de emulsión desde el vaso de prueba en agitación y drene la muestra en un pequeño vaso o embudo separador; después que las fases se han separado, filtre la muestra de orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS de separación de fases, rotule como muestra E30 y guarde para análisis. Continúe agitando por un total de 300 segundos al final de los cuales detiene el agitador y el cronómetro

MCT Redbook rápidamente se recalibra y se vuelve a poner en marcha. Determine el tiempo requerido para la completa separación de fases; la que se considera así, cuando solo una mono capa de burbujas queda en la interfase. Muestrée la fase orgánica, filtre el orgánico a través de filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como E300 y guarde para análisis. La fase orgánica y acuosa de la prueba de extracción anterior se separan en embudo de decantación, descartando la fase acuosa y luego 325 ml. del orgánico cargado se transfieren cuidadosamente a una probeta graduada, asegurándose que nada de acuoso se transfiera con el orgánico, filtrando si es necesario. A continuación adicione 325 ml de acuoso de reextracción a un vaso de prueba limpio, ajuste la posición del impulsor como se describió anteriormente y comience a agitar con 1750 ± 25 rpm; después de 5 segundos, agregue el orgánico cargado y ponga en marcha el cronómetro inmediatamente después de la adición del orgánico. A partir de los 29 segundos, suavemente retire 10 – 15 ml de muestra de emulsión de los 2 cms superiores del vaso de prueba y drénelos en un pequeño vaso o embudo separador; filtre la fase orgánica a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente y rotule como muestra S30. Continué la agitación hasta totalizar 300 segundos, detenga el agitador y deje que las fases se separen, midiendo el tiempo de separación, como se describió antes. Muestrée la fase orgánica, filtre la muestra de orgánico a través de papel filtro Whatman 1PS o equivalente, rotule como muestra S300 y guarde para análisis.

E. Cálculos 1. Cinética de Extracción, % = E30 g/l Cu * 100 E300 g/l Cu 2. Selectividad Cu/Fe = E300 g/l Cu - S300 g/l Cu E300 g/l Fe - S300 g/l Fe 3. Cinética de Reextracción, % = E300 g/l Cu - S30 g/l Cu * 100 E300 g/l Cu - S300 g/l Cu

Las muestras E30 y E300 de extracción, S30 y S300 de reextracción se ensayan por Espectrometría de Absorción Atómica (AAS) por Cu, Las muestras E300 de extracción y S300 de reextracción también se ensayan por AAS por Fe. Los procedimientos de AAS usados por Cognis Corporation para determinaciones de Cu y Fe cargados en el orgánico, se encuentran disponibles a pedido.

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MCT Redbook VI.Determinación Colorimétrica Directa de Uranio en Amina

2. Equipo Espectrofotómetro

A. Introducción

1) Filtre la muestra de amina a ensayar a través de papel filtro 1PS

Este es un método simple, rápido y exacto para la determinación colorimétrica del uranio en extractantes amina (Alamina® 336). El procedimiento es lineal de 0-80 ppm de uranio, el desarrollo del color es casi instantáneo y este es estable durante 12 horas.

2) Transfiera 1-3 ml de la muestra de amina que contenga 0-800 ppm de uranio y menos de 21 mg de sulfato a un matraz volumétrico de 50 ml.

B. Preparación de Standard Orgánico y Curva Standard 1. Soluciones 1) Standard acuoso de 1 g/l de uranio para absorción atómica 2) 6%v/v Alamine®336 + 4% v/v alcohol decílico+ 90%v/v kerosene. Transfiera 100 ml de standard acuoso de uranio y 100 ml de solución de Alamine a un deposito para mezcla; equilibre las soluciones por 3 minutos a pH 1.5 usando H2SO4 para ajustar el pH de la solución. Detenga la agitación y deje separar las fases; separe la capa acuosa y filtre la fase orgánica a través de papel filtro 1PS. Este procedimiento produce un standard de 1 g/l de uranio en orgánico; a partir de este, haga una serie de standards, en un rango de 10 a 800 ppm U y ensáyelos por uranio siguiendo el procedimiento general.

C. Procedimiento General 1. Solución cromogénica Disolver 200 mg de dibenzoilmetano (1, 3- Difenil -1, 3propanodieno) en 700 ml de un alcohol metilado industrial (IMS*), agregue 20 ml de Alamine 336 y diluya a 1lt con IMS. *IMS = Alcohol Solvente Anhidro Propio; VWR # 0475-7

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3. Procedimiento

3) Diluya hasta enrasar 50 ml con solución cromogénica y mezcle bien. El desarrollo de la coloración es casi instantáneo y estable por 12 horas 4) Lea la absorbancia a 410 nm, usando la solución cromogénica como blanco. Nota: use celdas que calcen bien.

D. Cálculos La densidad óptica de las muestras desconocidas, debiera caer en el rango generado por las soluciones standard. Si la concentración de uranio de las soluciones desconocidas es mayor que 800 ppm, debieran hacerse diluciones adecuadas con el procedimiento general. Para muestras en el rango de concentración correcto, las ppm de U se leen directamente de la curva standard. Este procedimiento es lineal entre 0 y 800 ppm de U; la curva standard debe pasar a través del origen.

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US Patent 4,705,896, US Patent 4,578,250

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MCT Redbook Notas: _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________

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Innovación. Equipo de Trabajo. Valor.

Piense Cognis

Cognis ha sido pionero en la búsqueda de soluciones innovadoras, que están dirigidas a los requerimientos específicos y a los más diversos de la industria minera mundial. Hoy día, Cognis sigue jugando un rol principal en el desarrollo de nuevos reactivos y en el refinamiento de procesos tecnológicos para la industria de la extracción por solvente. Con su conocimiento de procesos químicos, desarrollado por muchas décadas, como también su comprensión de las necesidades del cliente, Cognis es capaz de trabajar en estrecha cooperación con sus socios de la industria: clientes, firmas de ingeniería y organizaciones de investigación.

El Grupo Cognis, tiene sede en Dusseldorf, Alemania. Cognis se encuentra entre las compañías que encabezan las especialidades químicas del mundo.

El Programa de Servicios Localizado en la Mina, el MSPTM fue desarrollado por Cognis para facilitar comunicaciones estructuradas y orientada a logros, programas de servicio técnico e iniciativas de desarrollo de productos/procesos con nuestros socios de la industria. Trabajamos con ellos para crear soluciones técnicamente sensatas y de costo efectivo. Todas las partes, entonces, se benefician con el conocimiento ganado como también con el más rápido desarrollo de nuevos conceptos, reactivos y tecnología de procesos. Somos una organización global. Pensamos globalmente. El “Equipo Global” de Cognis tiene expertos localizados en cada región minera estratégica mundial. No importa donde estén localizados nuestros clientes – Norte o Sud América, Africa, Europa, Australia o Asia- el equipo Cognis de ingenieros esta listo para proporcionar servicio superior, reactivos únicos y procesos tecnológicos avanzados. Innovación, equipo de trabajo y valor. Usted obtiene los tres. Todo el tiempo. Ese es Cognis.

Una compañía internacional que opera con más de 8500 empleados en aproximadamente 30 lugares de servicio y producción en todo el mundo, como también con relaciones de negocio en más de cien países, Cognis genera ventas anuales de mas de tres billones de euros. El Grupo Cognis suministra reactivos de extracción de metales y tecnología de proceso para la minería y para la industria de reciclaje de metales. Adicionalmente, Cognis abastece a sus clientes con materiales de base oleoquímica, aditivos, conceptos de formulación, de negocio y desarrollo y aplicación de know how para numerosos mercados industriales. Estos incluyen: cosméticos, cuidado corporal, detergentes y limpiadores, alimentos, nutrientes y medicamentos, pinturas y revestimientos, textiles, protección de plantas, producción de crudos de petróleo, industria de transporte, trabajo de metales, refrigeración y aire acondicionado y la industria de combustibles y lubricantes.

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AFRICA

USA/CANADA/MEXICO: Elizabeth Martinez Cognis Corporation 2430 N. Huachuca Drive Tucson, AZ 85745 USA Phone: (520) 622 8891 Fax: (520) 624 0912 email: el[email protected]

AUSTRALASIA: Phil Crane Cognis Australia PTY LTD 4 Saligna Drive Tullamarine VIC 3043, Australia Phone: 61 3 9933 3500 Mobile: 61 41 837 4842 email: [email protected]

SOUTH AFRICA: Angus Feather Cognis Corporation Phone/Fax: 27 (0)11 679 4312 Mobile: 27 (0)83 324 7579 email: [email protected]

SOUTH AMERICA

CHINA: Forest Li Cognis, Mine Service Manager 15th Floor Xinmao Building No.99 Tianzhou Road, Cao He Jing Hi-Tech Park, Shanghai 200233 P.R.C. Phone: 86 21 5464 4666 Mobile: 86 135 6496 2439 Fax: 86 21 6485 8898 email: [email protected]

CHILE: Sergio A. Poblete González Cognis B.V. y Cia. Ltda. Av. Alonso de Córdova 5151 oficina 703 Las Condes, Santiago, Chile Fono: (56 2) 201 60 76 Celular: (56 9) 509 62 08 Fax: (56 2) 211 95 86 email: [email protected] PERU: Jurgen Picardo Cognis Corporation Ricardo Palma 1135 - 102 MirafloresLima, Peru Fono: 51 1 4453781 Celular: 51 1 99921249 email: [email protected]

ZAMBIA: Gift C. Chisakuta Cognis Corporation Phone: 26 023 11537 Mobile: 26 097 875396 email: [email protected] EUROPE GERMANY: Dr. Werner Schwab Cognis Deutschland GmbH & C. KG Henkelstrasse 67 F.M. Geb. C 02, 5th Floor, R 540 Dusseldorf D40589 Germany Phone: 49 (0)211 7940 7597 Mobile: 49 (0)170 45 89 89 3 Fax: 49 (0)211 2006 2541 Faxphone: +49-211-2006-17597 email: [email protected]

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