Download - 12 Desarrollo de Extractantes
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
1/25
Desarrollo de Extractantes:Nuevas Formulaciones ACORGA
Para Condiciones Es ecialmente A resivas
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
2/25
Desarrollo de Extractantes
Cytec ha desarrollado nuevas formulaciones especialmentediseadas para SX de cobre, bajo agresivas condiciones en
PLS y electrolito.
La serie de productos ACORGA NR fue desarrollada para
condiciones de nitraci n.
Una nueva serie de productos ACORGA OR es propuesta ypresenta una mejor estabilidad en condiciones dedegradacin oxidativa.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
3/25
Desarrollo de Extractantes
Nitracin (Reactivos ACORGA NR) Qu es la nitracin?
Condiciones y efectos Pruebas y resultados
Oxidacin (Reactivo ACORGA OR) Medios primarios de oxidacin Pruebas y resultados
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
4/25
Nitracin
La nitracin es una reaccin de sustitucin electroflica aromtica yrequiere la presencia del in Nitronio, NO2+
NO3- + H2SO4 HNO3 + HSO4-HNO3 + H2SO4 NO2+ + H2O + HSO4-
N
R1
OH
OH
R2
R1
OH
NOH
R2
O2N
H
R1
OH
NOH
R2
O2N
++ NO
2
+
N
R1
OH
OH
R2
R1
OH
NOH
R2
O2N
H
R1
OH
NOH
R2
O2N
++ NO
2
+
R1 H o CH3 (Aldoxima o Cetoxima)R2 C9H19 o C12H23 (Nonilaldoxima o Dodecilaldoxima)
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
5/25
Nitracin
Oxima Nitrada
Extractante muy fuerte El cobre no puede ser re-extrado bajo condiciones normales
E ectos e a Nitraci n
Reduce transferencia de cobre Deteriora las propiedades fsicas del orgnico
Alto arrastre A/O y O/A Alto consumo de reactivo (nitracin y degradacin hidroltica) Reduce la selectividad del Cu/Fe
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
6/25
Nitracin / Condiciones Estticas
60 gpl oxima (12,3% v/v), Temperatura 40 C, PLS: 60 gpl nitrato, 10 gpl cloruro, 6 gplCu, 3 gpl Fe+3, pH 1.32, Medicin en el tiempo del cobre residual
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
7/25
Nitracin / Condiciones Estticas
400
500
600
700
800
esidual,ppm
Prueba de Nitracin EstticaCobre Residual en Fase Orgnica
Resultados
Despus de 600 hrs el producto ACORGA NR20 no presenta sntomas de nitracin
0
100
200
300
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Cobre
Tiempo, horas
Aldoxime Mod. Cetoxima ACORGA NR20
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
8/25
Nitracin / Condiciones Estticas
, , ,1 ,3
( )15 2, , 1,0 ,
30 , 1,1 2,1 ,
900 100,0 100,0 100,0 100,0
20
(%) (%)
La nitracin de la oxima produce una cintica ms lenta, tiemposprolongados de separacin de fases y una disminucin en la carga
mxima.
2 13 11 303
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
9/25
Nitracin / Condiciones Dinmicas
Planta piloto Mini rig ACORGA NR20 y Aldoxima Modificada Configuracin: 1E + 1S PLS (60 g/L in nitrato , 10 g/L in cloruro, 6 g/L Cu, 3 g/L Fe y pH 1.32) Temp 20 C Electrolito pobre (38 g/L Cu, 185 g/L cido, 0.76 g/L in frrico) Temp 40 C
Flujos: PLS 31 cm3/min, Org. 25 cm3/min, Electrolito pobre 8 cm3/min. Continuidad acuoso en la etapa E-1 Continuidad orgnica en la etapa S-1
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
10/25
Nitracin / Condiciones Dinmicas
15
20
25
30
35
40
45
reresidual,pp
m
Prueba de Nitracin Mini RigCobre residual en fases orgnicas
Despus de 42 das de operacin continua se produjo la nitracin de la aldoximamodificada.
0
5
10
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
C
o
Tiempo, das
Aldoxima Mod. ACORGA NR20
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
11/25
Nitracin / Condiciones Dinmicas
4
5
6
7
8
,
ACORGA NR20 presenta una menor degradacin hidroltica
0
1
2
0 48
, . 20
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
12/25
Nitracin-Conclusin
Fenmeno relativamente poco comn.
Aspectos operacionales para reducir la nitracin
Reduccin de Nitrato en el Electrolito Reduccin de acidez de PLS Reduccin de EMF
Minimizar arrastres A/O de nitrato al electrolito
La serie de reactivos ACORGA NR debera usarse cuando lanitracin presenta un alto riesgo o no es posible controlar
La serie ACORGA NR mantiene una excelente transferencia decobre y comportamiento fsico
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
13/25
Oxidacin
El Fe y Mn son elementos tpicos en PLS y EP en casi todas lasoperaciones de SX de Cu.
El Fe presente en el PLS puede ser transferido hacia elelectrolito por arrastre fsico y qumico sin embargo el Mnsolamente puede ser transferido por arrastre fsico.
Si estas concentraciones no se gestionan adecuadamentepueden ser perjudiciales para el proceso.
La presencia de Manganeso en el electrolito puede causar ladegradacin oxidativa de la fase orgnica.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
14/25
Oxidacin
Altos valores de potencial oxidacin-reduccin (ORP) enel electrolito.
Normalmente debido a la transferencia de Mn desde elPLS al electrolito Arrastres A/O
Inestabilidad de la planta
Oxidacin de Mn a mayores estados de valencia (Mn7+)
Oxida la fase orgnica durante la re-extraccin Pobre rendimiento fsico y metalrgico
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
15/25
Oxidacin
Importante evitar estados de valencia alto de Mn Mantener razn 10:1 Fe/Mn en el electrolito (regla general en la
industria)
Rol del fierro Continuamente oxidado en el nodo y reducido en el ctodo El in ferroso se requiere para reducir el permanganato , segn la
Si se encuentran altos valores ORP (>800 mV) la oxidacin de la faseorgnica puede impactar la calidad del orgnico
OHMnFeHMnOFe2
23
4
24585 ++++
++++
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
16/25
Oxidacin / Condiciones Estticas
Se realizaron pruebas de oxidacin en condiciones estticas y dinmicas
Condiciones estticas
Extractantes ACORGA Electrolito pobre 30 gpl Cu, 150 gpl cido 500 ml fase orgnica, 100 ml fase acuosa
Contactos mltiples de la fase orgnica con electrolito fresco Concentracin de permanganato de 15 ppm, 50 ppm y 200 ppm Se midieron el tiempo de separacin de fases y la carga mxima.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
17/25
Oxidacin- Condiciones Estticas
60
80
100120
140
160
,
10 % 5910
La degradacin oxidativa aumenta los TSF , dependiendo del nivel de oxidacin
0
20
40
0 1 2 3 4 5 6
7+
15 7+ 50 7+
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
18/25
Oxidacin- Condiciones Estticas
2 91
2,92
2,93
2,94
2,95
2,96
CargaMx.
Reactivo
sCu(gpl)
. 7+
5,30
5,40
5,50
5,60
5,70
5,80
5,90
6,00
.()
Carga mxima de Cu vs. N contacto Mn7+
La carga mxima presenta valoresestables para Acorga OR25 indicando la
no oxidacin de la oxima
Se observ una diferencia significativapara los reactivos en la disminucin de la
carga mxima.
0 1 2 3 4 5 6 7
(30 , 150 +, 15 7+)
5910 25
,
0 1 2 3 4 5 6 (30 , 150 +, 200 7+)
5640 25
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
19/25
Oxidacin- Condiciones Estticas
Impacto de la oxidacin sobre la fase orgnica despus de mltiplescontactos
Ion permanganato causa la degradacin oxidativa de la fase orgnica
Reduccin del ORP (mv) del acuoso despus del contacto
El Mn+7 se comienza a reducir mientras el orgnico a oxidar
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
+
() () () ()
1 0 0 .
12 0.12 0 .1
10 0./1 /
38% del orgnico fue oxidado.
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
20/25
Oxidacin / Condiciones Dinmicas
Condiciones de la planta piloto de Oxidacin Plantas Pilotos en forma simultanea 2 Extraccin (serie) y 1 etapa de Re-extraccin 5 Vol% concentracin de reactivo
Flujo orgnico 5 l/min, Flujo Acuoso 6 l/min, Flujo ElectrolitoPobre 1 l/min
3 condiciones fueron probadas
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
21/25
Oxidacin / Condiciones Dinmicas
300
350
400
450
500
2
Tiempo
Horas ACORGA M5910 ACORGA OR25
Pre-Oxidacin 2,98 3,05
5 2,92 3,01
13 2,91 3,0435 2,80 2,98
Carga Mxima, gpl
950 a 1200 mv
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
0
50
100
150
200
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
,
5910 25
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
22/25
Prevencin - Oxidacin Evitar valores Potencial (mV) altos del electrlito
Mantener razn (10:1) Fe/Mn
Limitar la cantidad de manganeso en el electrlito Reducir Arrastres A/O
Purgar constantemente el acuoso del TK de orgnico Usar medios de coalescencia en los decantadores El uso de picket fences in the settlers Diluir arrastres A/O, utilizar agua lluvia en Etapa E-1 y W
Retiro de borra en las etapas Mantencin a coalescedores Utilizar purga de electrlito para reducir la concentracin del manganeso
Se debera realizar un monitoreo del electrlito para asegurar que no
se forme el in de permanganato. Mediciones Potencial (sobre 1000 mV indica Mn7+) Inspeccin del color (el in de Mn7+ le da al electrlito un color prpura) Medir la concentracin del ferroso por titulacin
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
23/25
Oxidacin-Conclusiones
Si el in permanganto est presente en el electrlito en estado de valenciaalto, provocar una degradacin oxidativa de la fase orgnica.
El grado de degradacin oxidativa depender de la cantidad de permanganatoen la solucin del electrlito y del tiempo de contacto del orgnico con el Mn7+
Los efectos, los TSF sern mayores
, .
Si el Mn7+ est presente en el electrlito es importante reducirlo a Mn2+ tanpronto como sea posible Agregar sulfato ferroso al electrlito
Pasar el electrlito por torres reductoras Cu Fe, estticas o dinmicas.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
24/25
Oxidacin-Conclusiones
Usar formulaciones ACORGA OR resistentes a la oxidacin, Para evitar riesgo de degradacin oxidativa que conduciran a
altos tiempos de separacin de fases Mantener la transferencia de cobre.
ACORGA OR proporciona un tiempo para reaccionar antes que laoxima se degrade.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta
-
8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes
25/25
Conclusiones Generales
Se han desarrollado dos nuevas series de reactivos ACORGA(OR y NR)con alta estabilidad para enfrentar condiciones especialmente agresivasen PLS y Electrlito.
El control operacional es la mejor medida preventiva.
Para minimizar riesgo:
Serie ACORGA NR mejora la proteccin de la oxima paracondiciones de nitracin, manteniendo la transferencia de cobre.
Los formulaciones ACORGA
OR muestran una significativaproteccin de la oxima bajo condiciones de oxidacin.
XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta