guía nº3-lixiviación
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Escuela Ingeniería Química Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
General Cruz #34, Casilla 4059, Valparaíso, Fono: 56.32.2273721, FAX: 56.32.2273807, E-Mail: [email protected]
GUÍA DE EJERCICIOS Nº3 LIXIVIACIÓN DE MENAS OXIDADAS Y SULFURADAS
Profesor : Alvaro Aracena, Dr. Eng (c)
Ayudante : Karina Monsalve, Estudiante de ICME
Fecha : 30 de Octubre de 2011
1. La lixiviación de tenorita con ácido ocurre de acuerdo a la siguiente reacción:
CuO + 2H+ � Cu
2+ + H2O
El trabajo realizado en laboratorio con partículas de CuO de 15 mm de radio con una solución
ácida de concentración 0.08 M se obtuvieron los resultados siguientes:
Tiempo, días Fracción de Cu recuperado, % 0 0
4 12
10 23
22 32
27 38
35 43
43 47
82 51
110 55
a) Determine si la velocidad de lixiviación de cobre está controlada por un mecanismo de
difusión o por reacción química.
b) Determine el tiempo requerido para recuperar el 100% del cobre contenido en el mineral
(τ).
c) ¿Qué radio debería tener el mineral para alcanzar un 85% de recuperación en 2 meses?
2. La velocidad con que las bacterias re-oxidan el ión ferroso a ión férrico en el proceso de
biolixiviación se expresa según:
[ ][ ]+
+
+=
2
m
2
max
FeK
XFeµµ
a) Defina el significado y unidades de cada uno de los términos de la ecuación anterior y
grafique la dependencia de µ con la concentración de ión ferroso identificando claramente los
términos Km y µmax en su dibujo. Explique el porque de la forma de la curva.
b) Sabiendo que el rendimiento, Y, corresponde a la razón “masa bacteriana generada/masa
de ion ferroso oxidada”, usando la ecuación anterior escriba la expresión para la velocidad de
oxidación de ferroso, vFe+2.
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3. Se procesan 30000 TPD de mineral con una ley del 0.9%. Se desea recuperar el 80% del
cobre contenido en este para lo cual se ha determinado (mediante experimentos cinéticos) que el
tiempo de lixiviación es igual a 215 días. La densidad aparente del mineral apilado es igual a 1.8
Ton/m3 y la altura de las pilas es igual a 8 m, siendo éstas irrigadas por un flujo de solución ácida
igual a 15 L/h/m2 que contiene 0.5 g/L de Cu
+2 proveniente de extracción por solventes.
a) Determine el volumen de pilas requerido para tratar este flujo de mineral y el área de
éstas.
b) Determine el flujo y la concentración de cobre en la solución cargada a la salida de las
pilas de lixiviación (PLS).
4. De la lixiviación en Columna de un mineral de crisocola (CuSiO3*H2O) y atacamita
(Cu2(OH)3Cl) con una ley total de 1.25% y densidad aparente de 1.6 ton/m³ se obtienen los
siguientes resultados:
Tiempo, días % Extracción
Cu
Consumo ácido (por cada
intervalo de tiempo, g
0.01 0.08 2.8
0.25 1.8 3.5
0.78 10.4 11.7
1.46 19.4 45.6
2.8 28.6 68.9
3.3 39.6 84.7
3.8 46.1 92.3
4.2 57.8 97.6
5 65.7 107.5
6 71.0 123.8
8 79.5 101.2
10 82.7 82.1
12 83.9 63.8
14 84.3 58.6
16 84.9 52.7
18 85.8 50.5
20 86.5 48.4
22 87.4 44.7
24 88.3 41.2
26 89.2 37.4
28 89.4 36.5
30 89.5 37.1
32 89.7 35.4
34 89.8 35.2
36 89.9 34.9
La columna tiene 3 m de alto y 14 cm de diámetro. La tasa de riego del mineral es constante e
igual a 13.8 L/h/m² con un contenido de ácido de 18 g/L. Calcular:
a) Concentración de Cobre en cada intervalo de tiempo y Concentración de Cobre
Acumulada en la solución de salida.
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b) Consumo de ácido en kg acido/Ton mineral.
c) Para una producción de 45100 toneladas por año, calcular la producción diaria de mineral.
d) Dimensiones de la pila para una producción de 45100 toneladas (asumir largo igual a dos
veces el ancho).
e) Flujo de solución requerido por día para las 45100 toneladas.
5. Se realiza un experimento de lixiviación en un pequeño lecho de partículas de mineral de
cobre sulfurado, conteniendo 1.05% de cobre, con radio promedio igual a 1.7 cm, en una solución
lixiviante que contiene 6.7 g/L de Fe3+. El análisis de los datos de recuperación de cobre en el
tiempo indica que la velocidad de reacción está controlada por difusión del agente lixiviante en el
interior de la partícula y que para este caso experimental, el tiempo necesario para alcanzar el
100% de lixiviación (τ) es de 6 meses.
Determine:
a) El tiempo necesario para lixiviar un 85% del cobre cuando el mineral tiene un radio
promedio de 3 cm y se lixivia en una solución que contiene 3 g/L de ión férrico.
b) Determine el área de la pila necesaria para lixiviar 4 millones de toneladas de este mineral
por año en las condiciones especificadas en (a). La altura de la pila es de 10 m y la densidad del
lecho mineral es aproximadamente 2.2 Ton/m3.