Laboratorio de HidrometalurgiaReporte de PrcticaLixiviacin cida de un concentrado de Cu (calcopirita) con cido sulfrico (H2SO4)
Objetivos
Conocer las diferentes etapas de un proceso de lixiviacin y proponer un modelo para la disolucin de la calcopirita. Estudiar y observar el efecto de la acidez en la lixiviacin. Estudiar el efecto de la temperatura sobre la lixiviacin de un concentrado de calcopirita Determinar la etapa limitante de la reaccin de disolucin y calcular el valor de la energa de activacin Ea.Procedimiento Experimental EQUIPOPRIMERA SESINSEGUNDA SESINTERCERA SESIN
1cido Sulfrico 50g/l Tamao Estndar Temperatura ambiente Agitacin 4cido Sulfrico 50g/l Tamao DIFERENTE Temperatura ambiente Agitacin 4cido Clorhdrico 0.1N Tamao Estndar Temperatura ambiente Agitacin 4
2cido Sulfrico 25g/l Tamao Estndar Temperatura ambiente Agitacin 4cido Sulfrico 50g/l Tamao Estndar Temperatura 60C Agitacin 4cido Clorhdrico 0.1N Cloruro Frrico 0.01N Tamao Estndar Temperatura ambiente Agitacin 4
3cido Sulfrico 50g/l Tamao Estndar Temperatura ambiente agitacin 8cido Sulfrico 50g/l Tamao Estndar Temperatura ambiente agitacin NEUMTICAcido Clorhdrico 0.1N Cloruro Frrico 0.1N Tamao Estndar Temperatura ambiente agitacin 4
Se pesaron 5 g de mineral de calcopirita y se disolvieron en 100 mL de la solucin cida Cada experimento tuvo una muestra patrn las cuales contenan 1ml del cido + 1ml del cido) y se afor a 50 ml. A partir de que se adicion el mineral en el cido, se tomaron muestras de 5 mL a los tiempos: 1, 3, 5, 7, 15, 30 y 45 minutos. Las muestras de 5 mL fueron filtradas. Se tom 1ml de la solucin filtrado + 1ml del cido correspondiente y se afor a 50 ml. Las muestras se etiquetaron y se llevaron a anlisis por absorcin atmica.
Manejo de Resultados
Determinar la concentracin de Cu2+ en cada muestra.
Resultados de la 1ra sesin
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)Tiempo (min)Cu(Mol/L)Fe (Mol/L)
Equipo1 000000
Equipo1 10.80.910.000630.000806
Equipo1 21.62.530.001260.002239
Equipo1 31.8350.001420.002686
Equipo1 41.20.270.000940.000179
Equipo1 52.81.9100.002200.001701
Equipo1 63.43.6150.002680.003223
Equipo1 73.96.6300.003070.005910
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)Tiempo (min)Cu(Mol/L)Fe (Mol/L)
Equipo2 01000.000790
Equipo2 13.9010.003070.00000
Equipo2 23.84.730.002990.00421
Equipo2 34.80.750.003780.00063
Equipo2 45.1170.004010.00090
Equipo2 54.43.6100.003460.00322
Equipo2 64.93.2150.003860.00287
Equipo2 74.44.8300.003460.00430
Equipo2 84.47.9450.003460.00707
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)Tiempo (min)Cu(Mol/L)Fe (Mol/L)
Equipo3 00.3000.000240.00000
Equipo3 12.20.410.001730.00036
Equipo3 24.70.430.003700.00036
Equipo3 34.31.650.003380.00143
Equipo3 44.4270.003460.00179
Equipo3 54.54100.003540.00358
Equipo3 65.93.4150.004640.00304
Equipo3 753.9300.003930.00349
Equipo3 85.86.2450.004560.00555
Resultados de la 2da sesin
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)TiempoCu (mol/L)Fe (mol/L)
Equipo 1 00.3300.0002360.002686
Equipo 1 11.2010.0009440.000000
Equipo 1 20.7030.0005510.000000
Equipo 1 38.2250.0064530.001791
Equipo 1 41.6170.0012590.000895
Equipo 1 52.31100.0018100.000895
Equipo 1 62.51150.0019670.000895
Equipo 1 72.62300.0020460.001791
Equipo 1 821450.0015740.000895
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)TiempoCu (mol/L)Fe (mol/L)
Equipo 2 00.3300.0002360.002686
Equipo 2 161010.0047210.00895
Equipo 2 25.91530.0046430.01343
Equipo 2 35.51750.0043280.01522
Equipo 2 461970.0047210.01701
Equipo 2 55.723100.0044850.02059
Equipo 2 66.833150.0053510.02955
Equipo 2 78.259300.0064530.05283
Equipo 2 81.413450.0011020.01164
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)TiempoCu (ppm)Fe (ppm)
Equipo 3 00.3300.0002360.002686
Equipo 3 11.5410.0011800.003582
Equipo 3 22.3430.0018100.003582
Equipo 3 32.2450.0017310.003582
Equipo 3 43.6970.0028330.008059
Equipo 3 535100.0023610.004477
Equipo 3 63.96150.0030690.005372
Equipo 3 74.67300.0036200.006268
Equipo 3 84.88450.0037770.007163
Resultados de la 3ra sesin
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)Tiempo (min)Cu (mol/L)Fe (mol/L)
Equipo 1 00.2000.00015740.0000000
Equipo 1 10.2310.00015740.0026862
Equipo 1 20.4230.00031480.0017908
Equipo 1 30.7650.00055080.0053725
Equipo 1 40.6770.00047210.0062679
Equipo 1 50.811100.00062950.0098496
Equipo 1 60.915150.00070820.0134312
Equipo 1 70.916300.00070820.0143266
Equipo 1 80.712450.00055080.0107450
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)TiempoCu (mol/L)Fe (mol/L)
Equipo 2 00.11200.000080.01074
Equipo 2 11.91210.001500.01074
Equipo 2 23.41330.002680.01164
Equipo 2 34.31350.003380.01164
Equipo 2 44.71270.003700.01074
Equipo 2 56.113100.004800.01164
Equipo 2 65.910150.004640.00895
Equipo 2 78.315300.006530.01343
MuestraCu (ppm)Fe (ppm)TiempoCu (mol/L)Fe (mol/L)
Equipo 3 00.21300.000157380.0116404
Equipo 3 10.91210.000708220.01074499
Equipo 3 21.61330.001259050.0116404
Equipo 3 31.6950.001259050.00805874
Equipo 3 421170.001573810.00984957
Equipo 3 52.512100.001967260.01074499
Equipo 3 63.521150.002754170.01880372
Equipo 3 75.440300.004249290.03581662
Equipo 3 84.913450.003855840.0116404
Efecto de la concentracin de cido
Efecto del tamao de partcula
Efecto de la Temperatura
Al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad porque la solubilidad es mayor, se puede observar en las graficas de Cu y Fe donde se ve un cambio drstico en las concentraciones el las lneas de tendencia que se encuentran a 60 C, este pro efecto, es muy usado en procesos de reaccin qumica, ya que tambin se puede observar que obtienes concentraciones mayores en tiempos menores.
Efecto de la velocidad de agitacin y del medio de agitacin
La agitacin da una mayor eficiencia en la extraccin, debido a que disminuye o se rompe la pelcula de fluido que cubre la superficie del slido en reposo y que acta como una resistencia a la difusin, permitiendo una mejor concentracin y por ende una mejor extraccin
Efecto del tipo de cido
.Los reactivos qumicos orgnicos tienen un alto grado de afinidad selectiva con determinados iones metlicos, es por eso, que se observa como el Ac Sulfurico funciona muy bien con el Cu y no con el Fe, donde incluso se puede observar que el Cu en HCl empieza a mostrar un decaimiento despus de los 30s, sin embargo se obtienien grandes cantidades concentraciones en el Cu con Ac. Sulfrico, mientras que el Fe muestra un comportamiento contrario al Cu
Efecto de la concentracin de oxidante
La concentracin de la fase acuosa, debido a la concentracin es un factor importante respecto a la concentracin ya que se puede apreciar en el Cu que en donde tenemos HCl + FeCl3 en las mismas proporciones actan como un potenciador para la concentracin de Cu, pero cuando uno de estos esta en menor cantidad, el comportamiento va cambiando y se comporta como si solo tuviera una de estos.
Los reactivos qumicos orgnicos tienen un alto grado de afinidad selectiva con determinados iones metlicos, se observa que al aumentar el porcentaje del orgnico la concentracin de Fe disminuye debido a la selectividad del orgnico. La concentracin de iones cobre aumenta, a un punto donde se mantiene comienza a tener comportamientnos lineales Se observa al final del procedimiento que la concentracin del cobre es mucho mayor que la del hierro, para obtener cobre ms puro se realizan procesos electroqumicos.
Conclusiones
Bibliografa.
1. C. B Gill. Nonferrous Extractive Metallurgy. 1980 .2. F. R Morral. Metalurgia general, tomo 1. Ed: Reverte S. A. Barcelona 1990.