HIDROMETALURGIA OBJETIVOS. Recuperar del mineral una solucin en la que se encuentre nuestro producto a recuperar.

FUNDAMENTO TEORICO. La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extraccin y recuperacin de metales usando soluciones liquidas, acuosas y orgnicas. Se basa en la concentracin de soluciones en uno a varios elementos de inters. Metales, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias fsicas de las soluciones son separados y aislados de forma especfica. Como resultado se obtiene una solucin rica en el ion de inters y con caractersticas propicias para la prxima etapa productiva. En general los metales extrados por esta tcnica son proveniente de minerales anteriormente Lixiviados en medios sulfato, cloruro, amoniacal, etc. Metales como Cobre, Nquel, Vanadio y Uranio, son extrados de esta forma. Por este ltimo metal se dio comienzo a la Hidrometalurgia durante el auge de la industria nuclear apoyada econmicamente por la segunda guerra y posteriormente guerra fra. Los procesos hidrometalrgicos normalmente operan a temperaturas bajas (en el rango de 25C a 250C). Las presiones de operacin pueden variar de unos pocos kPa (vaco) hasta presiones tan altas como 5000 kPa. El punto fuerte de la hidrometalurgia radica en la gran variedad de tcnicas y combinaciones que pueden ser usadas para separar metales una vez que han sido disueltos a la forma de iones en solucin acuosa. Por lo que se puede decir que por hidrometalurgia se entiende los procesos de lixiviacin selectiva (disolucin) de los componentes valiosos de las menas y su posterior recuperacin de la solucin por diferentes mtodos. El nombre de hidrometalurgia se refiere al empleo generalizado de soluciones acuosas como agente de disolucin. La hidro-electrometalurgia comprende el conjunto de procesos de lixiviacin y precipitacin por medio de electrlisis, donde los procesos electroqumicos son precedidos por los procesos hidrometalrgicos. Hay tres principales etapas de los procesos hidrometalrgicos: ( 1 ) Disolucin del componente deseado presente en la fase slida. ( 2 ) Concentracin y/o purificacin de la solucin obtenida.

( 3 ) Precipitacin del metal deseado o sus compuestos. Los reactivos qumicos empleados (agentes lixiviantes) deben reunir muchas propiedades para poder usarse, por ejemplo: no deben ser muy caros, deben ser fcilmente recuperables y deben ser bastante selectivos para disolver determinados compuestos. Los procesos de lixiviacin y purificacin de la solucin corresponden a las mismas operaciones que se practican en el anlisis qumico, solamente que a escala industrial. Influencia de las caractersticas de las partculas Tamao de las partculas: La superficie de reaccin aumenta cuando disminuye el tamao de las partculas. Forma y textura de las partculas: El efecto de la forma de las partculas es poco importante en hidrometalurga, y muy difcil de modelizar. Factores mineralgicos: La reactividad de los granos de minerales es fuertemente afectada por factores tales que orientacin cristalina, inclusiones, dislocaciones e impurezas. Porosidad: La velocidad de cualquier reaccin aumenta con la porosidad, ya que la difusin es ms fcil y/o hay una mayor superficie de reaccin. Efectos galvnicos: Cuando dos minerales conductores estn en contacto elctrico en una solucin, el de potencial ms electronegativo se va a disolver preferentemente.Efecto galvnico en la disolucin de arsenopirita en contacto con pirita

Efecto de las especies que compiten con la especie valiosa: Minerales otros que el mineral valioso, si estn presentes en la mena, pueden eventualmente consumir los reactivos de lixiviacin, disminuyendo sus concentraciones y la velocidad de reaccin. Por ejemplo, los carbonatos consumen el cido sulfrico en la lixiviacin de cobre y los sulfuros consumen el cianuro en la disolucin de oro. Sistemas de lixiviacin

En general, la prctica industrial de la lixiviacin presenta diferentes sistemas de operacin que se seleccionan de acuerdo a factores tcnicos y econmicos en el anlisis de un proyecto, algunos de los cuales son : - ley de la especie de inters a recuperar - reservas de mineral - caracterizacin mineralgica y geolgica - comportamiento metalrgico - capacidad de procesamiento - costos de operacin y de capital - rentabilidad econmica, ... Una forma de clasificar los mtodos de lixiviacin es: Lixiviacin de lechos fijos: - in situ, in place - en botaderos - en pilas - en bateas Lixiviacin de pulpas: - por agitacin, a presin ambiente - en autoclaves

Resumen de diferentes tcnicas de lixiviacin de minerales

Rangos Aplicacin resultados

de y Mtodos de Lixiviacin En Botaderos Baja ley En Pilas Baja-media Percolacin Media-alta Agitacin Alta ley

Ley del mineral

Tonelaje Inversin Granulometra Recuperacione s tpicas Tiempo de tratamiento Calidad de soluciones

Grande Mnima Corrido mina 40 a 50 % Varios aos

Gran a mediano Amplio rango Media de Chancado grueso 50 a 70% Varias semanas Media a alta Chancado medio 70 a 80% Varios das

Amplio rango alta Molienda hmeda 80 a 90 % horas (5-

Diluidas (1-2 gpl Cu) recuperacin incompleta, reprecipitaci n de Fe y Cu, canalizacione Problemas principales en s, evaporacin, su aplicacin prdidas de soluciones, soluciones muy diluidas.

Diluidas (1-6 gpl Concentradas Medianas Cu) (20-40 gpl Cu) 15 gpl Cu) bloqueo por Recuperacin finos, requiere incompleta, de ms requiere de inversin, grandes reas, manejo de canalizaciones, materiales, reprecipitacione necesidad de s, evaporacin. mayor control en la planta.

molienda, lavado en contracorrient e, tranque de relaves, inversin muy alta, control de la planta es ms sofisticado.

Lixiviacin in situ - in place La lixiviacin IN PLACE se refiere a la lixiviacin de residuos fragmentados dejados en minas abandonadas, mientras la lixiviacin IN SITU se refiere a la aplicacin de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado. Por lo general, estas operaciones presentan actualmente un gran inters por los bajos costos de inversin y operacin que se requieren, y que posibilitan recuperar valores metlicos que de otra manera no podran ser extrados. Los bajos costos son consecuencia de evitar o al menos disminuir los costos de extraccin minera, el transporte del mineral a la planta y de los desechos finales del proceso, y la construccin de una planta de lixiviacin. Generalmente, la recuperacin es baja ( < 50% ). Dependiendo de la zona a lixiviar, que puede ser subterrnea o superficial, se distinguen tres tipos de lixiviacin in situ. Tipo I : Se trata de la lixiviacin de cuerpos mineralizados fracturados situados cerca de la superficie, sobre el nivel de las aguas subterrneas. Puede aplicarse a minas en desuso, en que se haya utilizado el "block caving", o que se hayan fracturado hidrulicamente o con explosivos (IN PLACE LEACHING).

Tipo II : Son lixiviaciones IN SITU aplicadas a yacimientos situados a cierta profundidad bajo el nivel de aguas subterrnea, pero a menos de 300 - 500 m de profundidad. Estos depsitos se fracturan en el lugar y las soluciones se inyectan y se extraen por bombeo. Tipo III : Se aplica a depsitos profundos, situados a ms de 500 m bajo el nivel de aguas subterrneas.

Lixiviacin en botaderos (Dump leaching) Esta tcnica consiste en lixiviar lastres, desmontes o sobrecarga de minas de tajo abierto, los que debido a sus bajas leyes (por ej. < 0.4% Cu) no pueden ser tratados por mtodos convencionales. Este material, generalmente al tamao "run of mine" es depositado sobre superficies poco permeables y las soluciones percolan a travs del lecho por gravedad. Normalmente, son de grandes dimensiones, se requiere de poca inversin y es econmico de operar, pero la recuperacin es baja (por ej. 40-60 % Cu) y necesita tiempos excesivos para extraer todo el metal. Las soluciones se alimentan generalmente por aspersin. Normalmente la lixiviacin en botaderos es una operacin de bajo rendimiento (pero tambin de bajo costo). Entre las diferentes razones para ello se puede mencionar : - Gran tamao de algunas rocas (> 1 m). - Baja penetracin de aire al interior del botadero. - Compactacin de la superficie por empleo de maquinaria pesada. - Baja permeabilidad del lecho y formacin de precipitados (yeso, ...) - Excesiva canalizacin de la solucin favorecida por la heterogeneidad de tamaos del material en el botadero.

Lixiviacin en batea (por percolacin) Esta tcnica consiste en contactar un lecho de mineral con una solucin acuosa que percola e inunda la batea o estanque. Un esquema de equipo empleado en lixiviacin en batea es el siguiente:

Los minerales a tratar por este mtodo deben presentar contenidos metlicos altos o muy altos, debiendo ser posible lixiviar el mineral en un perodo razonable (3 a 14 das) y en trozos de tamao medio con tonelajes suficientes de mineral percolable en el yacimiento que permitan amortizar la mayor inversin inicial que requiere este tipo de proceso. Ya que esos minerales no existen ms, es una tecnologa antigua actualmente en desuso.

Lixiviacin en pilas (heap leaching) El mineral procedente de la explotacin, a cielo abierto o subterrnea, debe ser ligeramente preparado en una planta de chancado y/o aglomeracin, para conseguir una granulometra controlada que permita un buen coeficiente de permeabilidad. Una vez preparado el mineral, se coloca en montones de seccin trapezoidal y altura calculada para proceder a su riego con la solucin lixiviante. Tras percolar a travs de toda la pila, se recolectan los lquidos enriquecidos

(solucin rica) que se llevan a la planta de proceso de recuperacin de la sustancia mineral (sal o metal). Las aguas sobrantes del proceso vuelven a ser acondicionadas para ser recicladas hacia las pilas. Tambin en algunos casos es preciso aadir agua nueva, para reponer las fuertes prdidas de evaporacin del circuito. Se denomina cancha de lixiviacin a la superficie de apoyo de la pila donde se coloca la impermeabilizacin. Cuando la cancha es recuperada para reutilizarla con un nuevo mineral se trata de lixiviacin en PILAS DINAMICAS, mientras que si el terreno no es recuperado y, por lo tanto, el mineral agotado queda en el depsito como nueva base para otra pila, se est en la lixiviacin en PILAS ESTATICAS o PERMANENTES. La solucin rica (S.R. o P.L.S. : pregnant leach solution) es generalmente impura y diluida y debera ser purificada y concentrada antes de recuperar el metal. En la hidrometalurgia del cobre, eso se realiza mediante la extraccin por solvente seguida por la electrodepositacin del cobre. La solucin rica slo contiene 4 6 g/l Cu y 1 - 2 g/l H2SO4 y es impura ( 5 g/l Fe, SiO2, Al2O3 coloides, slidos en suspensin, ...) Lixiviacin por agitacin La lixiviacin por agitacin se utiliza en los minerales de leyes ms altas, cuando los minerales generan un alto contenido de finos en la etapa de chancado, o cuando el mineral deseado est tan bien diseminado que es necesario molerlo para liberar sus valores y exponerlos a la solucin lixiviante. Es tambin el tipo de tcnica que se emplea para lixiviar calcinas de tostacin y concentrados. Se recurre a la agitacin mediante burbujeo o bien a la agitacin mecnica para mantener la pulpa en suspensin hasta que se logra la disolucin completa, siendo el tiempo de contacto de los slidos con la solucin del orden de horas comparado con el proceso de lixiviacin en pilas que requiere meses. Los agitadores mecnicos son simplemente impulsores colocados en el interior del tanque, mientras que los tanques agitados con aire son a menudo tanques de tipo "Pachuca".Agitacin mecnica Agitacin neumtica

Sus ventajas comparativas con otros mtodos de lixiviacin son : - Alta extraccin del elemento a recuperar - Tiempos cortos de procesamiento (horas) - Proceso contnuo que permite una gran automatizacin - Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finos Sus desventajas son : - Un mayor costo de inversin y operacin - Necesita una etapa de molienda y una etapa de separacin slidolquido (espesamiento y filtracin) En la regin de Atacama, Chile, se puede mencionar la planta "La Coipa", propiedad de Minera Mantos de Oro y mayor productora de plata del mundo. Utiliza el proceso de cianuracin de oro y plata por agitacin en ocho tanques en serie. Procesa 16000 t/da de mineral para producir 8214 kg/ao de oro y 3315 t/ao de plata (1993). Variables del proceso El anlisis de las variables de la lixiviacin por agitacin en sistemas industriales, para la definicin y optimizacin del proceso, debe necesariamente hacer confluir aspectos tcnico, operacionales y econmicos.

Granulometra

El grado de molienda debe ser lo suficiente para exponer, por lo menos partialmente, la superficie del mineral valioso a la accin de la solucin lixiviante. Depende del tipo de mineral y de sus caracteristicas mineralogicas. Debera considerarse un tamao tal que no contenga un exceso de gruesos (> 2 mm) que produzca problemas en la agitacin (embancamiento, aumento de la potencia del agitador) y que por otra parte, no contenga un exceso de finos (menos de 40% < 75 micrones), que dificulten la separacin slido-lquido posterior de la pulpa lixiviada. Debido a lo anterior, y adems, para disminuir los consumos de energa por concepto de molienda y los costos de filtracin y decantacin, la agitacin se deber tratar de realizarla al mayor tamao que la operacin lo permita.Tiempo de lixiviacin

La economa del proceso de lixiviacin es funcin del grado de disolucin o porcentaje de extraccin del mineral valioso. Sin embargo, esto no es tan importante como el tiempo necesario para una extraccin aceptable, es decir la velocidad de disolucin. Existe al principio una extraccin rpida, que decrece posteriormente al mximo obtenible para un tamao dado de partcula. Esta curva se puede obtener de pruebas de lixiviacin en botellas en el laboratorio.Mineraloga del mineral

El tamao y la disposicin de la especie valiosa influye el grado de molienda necesario para exponer esta especie a la solucin lixiviante. La arcillas son una familia de minerales, alumino-silicatos, existen en todos las menas y producen partculas muy finas (algunos micrones). La presencia de muchas arcillas puede impedir una buena filtracin del relave.Otras variables

La lixiviacin se realiza a temperatura ambiente (o en autoclaves). La concentracin de reactivos debe ser optimizada segn el tipo de operacin. El porcentaje de slidos debe ser en la mayora de los casos lo ms alto posible para alcanzar una alta concentracin del ion metlico en la solucin de lixiviacin, minimizar los costos de inversin en el circuito de lixiviacin por menor capacidad volumtrica y reducir el tamao y costo subsecuente de espesamiento y filtracin.

El porcentaje de slidos en la pulpa vara entre 20 y 50%. La velocidad de agitacin debe ser lo suficiente alta para mantener los slidos en suspensin, para que no decanten. Una velocidad de agitacin alta tiende a favorecer la cintica de la reaccin, pero tiene un costo energtico apreciable. Favorece tambin la disolucin de gases en la solucin. Existen varios diseos de agitadores. Purificacin y concentracin de la solucin En un proceso de purificacin o de concentracin, siempre hay dos fases en contacto (lquido - slido o lquido - lquido). Se trata de un proceso de: Purificacin si la impureza va a la otra fase Concentracin si el elemento deseado va a la otra fase Los procesos de purificacin y/o concentracin son muy variados y dependen de: - la naturaleza del elemento deseado - las impurezas presentes en la solucin - el tipo de proceso de recuperacin - el grado de pureza deseado para el producto final

Los procesos de purificacin y/o concentracin se pueden dividir en varias categoras: - Hidrlisis - Cementacin - Precipitacin de un compuesto especfico - Extraccin por solventes - Resinas de intercambio inico Para evaluar un proceso de separacin, los criterios son la selectividad de la separacin, la recuperacin (o grado de remocin) y el consumo de reactivos (o de energa). Obviamente, esos tres parmetros estn intercorrelados y se necesita hacer la evaluacin econmica del proceso que se desea utilizar. Hidrolisis

Los procesos de hidrlisis se basan fundamentalmente en el mismo tipo de reaccin de precipitacin de hidrxido, con la diferencia de que en la mayor parte de los casos no se termina la reaccin en un hidrxido sino en una sal bsica, en una sal doble o hasta en un xido. Dentro de este tipo de reacciones, la que tiene mayor inters industrial es la hidrlisis del hierro, utilizado comnmente como un mtodo de eliminacin de esta impureza en circuitos hidrometalrgicos. Cementacion La cementacin de un metal a partir de una solucin, depende de una reaccin de desplazamiento en la cual un metal menos noble reduce a los iones del metal por precipitar al estado metlico. Entonces, ste sale de la solucin, y los iones del metal menos noble entran en la solucin para substituirlos. Por ejemplo: Cu2+ + Zn => Cu + Zn2+ El metal utilizado debe tener un potencial de electrodo inferior al potencial del metal que se desea precipitar.Cementacin del cobre en la superficie de una partcula de zinc

La reaccin se produce a la superficie del metal, que se agrega habitualmente en forma de polvo a la solucin impura. Para alcanzar velocidades de reaccin aceptables con impurezas que se encuentran en bajas concentraciones, se tiene que agregar un exceso de metal, lo que conduce a la obtencin de cementos impuros. Adems, estos cementos contienen todos los metales de potencial superior al metal agregado. El mejor metal utilizado para cementar las impurezas de una solucin es generalmente el mismo metal que se desea recuperar desde la solucin pura. As, no se agrega otra impureza a la solucin. Por ejemplo, el cadmio y el cobre contenidos en las soluciones de lixiviacin de concentrados de zinc se cementan con polvo de zinc. Adems de utilizarse como mtodo de purificacin de soluciones, la cementacin puede utilizarse para recuperar el metal valioso a partir de soluciones diluidas (Ej.: cementacin de cobre por chatarra de hierro). Precipitacin de un compuesto especifico Cuando otros mtodos no son aplicables, se pueden usar reactivos especficos de precipitacin. Estas reacciones son generalmente complejas, necesitan condiciones de trabajo estrictas y consumen reactivos costosos. Por ejemplo, se usa el nitrosobetanaphtol para precipitar el cobalto contenido en las soluciones de electroobtencin de zinc.

Se puede aplicar todas las reacciones que estudiaron en el ramo de qumica en la enseanza media tales como precipitacin de sulfuros, formacin de sales, ... Por ejemplo: AgNO3 + NaCl => AgCl (precipitado) + NaNO3 Es importante el fenmeno de envejecimiento de un precipitado, favorecido por una temperatura alta y un tiempo de contacto solucinprecipitados largo. El envejecimiento consiste en la disolucin de las partculas ms finas y formacin de precipitados ms gruesos, generalmente acompaado por un cambio en la estructura cristalina de estos. Mejora la insolubilidad del precipitado y su posterior filtracin. Fenmeno de coprecipitacin La coprecipitacin es cuando hay precipitacin de dos o ms elementos al mismo tiempo. El elemento minoritario puede ser disuelto en la matriz cristalina del elemento mayoritario, o absorbido en su superficie. Esto puede ser ventajoso, ya que la la concentracin del elemento minoritario en la solucin puede bajar a niveles mucho ms bajos que por precipitacin de este elemento en forma pura. Por ejemplo, en la hidrometalurgia del zinc, impurezas como el Ge y el As coprecipitan con un "hidrxido" (*) de hierro , probablemente por absorcin en la superficie de los floculos de "hidrxido" de hierro. ( (*): Existen varias formas de precipitar el hierro : como jarosita, goetita,...) Electrometalurgia La ELECTROMETALURGIA consiste en la produccin de depsitos metlicos mediante la aplicacin de la ENERGIA ELECTRICA. Se distingue: La electrometalurgia en solucin acuosa: Aplicada fundamentalmente a la produccin de Cu, Zn, Ni, Co, Pb, Ag, Au y otros metales menores ( Cd, Cr, Mn, Ga, Ti, Te ). La electrometalurgia en sales fundidas: Aplicada principalmente a la produccin de Al, Li, Mg, Na, K y otros metales menores (Tierras raras, Ti, V, W, Zr, Th). Procesos electrometalrgicos Segn el tipo de depsito obtenido, se distinguen los siguientes PROCESOS ELECTROMETALURGICOS :

ELECTROOBTENCION (Electrowinning) de metales: Consiste en la extraccin de metales a partir de soluciones, en forma de depsitos metlicos puros, densos y compactos o depsitos metlicos en polvo (pulvielectrometalurgia) o bien, depsitos de compuestos metlicos (xidos, hidrxidos o sales). ELECTROREFINACION (Electrorefining) de metales: Consiste en la obtencin de depsitos metlicos de alta pureza a partir de un metal impuro. GALVANOPLASTIA (Electroplating): Consiste en recubrimientos metlicos delgados con fines anticorrosivos o estticos (cromados). ELECTROCONFORMADO (Electroforming): Consiste en la elaboracin de piezas metlicas especiales por va electroltica. Proceso electroqumico Un proceso de naturaleza electro-qumica se caracteriza por presentar la realizacin simultnea de dos reacciones denominadas andicas y catdicas. En la primera sucede una transformacin qumica de oxidacin y se liberan electrones. La reaccin catdica involucra un proceso qumico de reduccin con participacin de los electrones liberados en el nodo y que viajan por CONDUCTORES ELECTRNICOS (cables) que unen el ctodo con el nodo. En la solucin, no hay desplazamiento de electrones, sino que los iones se desplazan en la solucin. Los aniones (-) van hacia el electrodo de carga positiva y los cationes (+) hacia el electrodo de carga negativa. El electrolito es un CONDUCTOR IONICO. Los procesos electroqumicos pueden ser clasificados en dos tipos segn sean o no espontneos. Los primeros suceden en forma natural y la celda se denomina GALVNICA o PILA. Los no espontneos se realizan por medio de la aplicacin de corriente externa y se realizan en una celda llamada ELECTROLITICA. Los procesos de electrodepositacin de metales no son espontneos y necesitan un aporte de energa elctrica para ser forzados a ocurrir, por lo cual se estudian las celdas electrolticas en estos apuntes. La FUENTE DE ENERGIA ELECTRICA debe proporcionar corriente continua o directa (DC) a la celda, permitiendo el flujo forzado de electrones entre el nodo y el ctodo dnde son consumidos. En forma simple, la fuente de energa acta como bomba impulsora de electrones que fluyen por los conductores y los electrodos. Cantidad de metal depositado o disuelto Ley de Faraday

La ley de Faraday establece que la masa de metal depositado es proporcional a la cantidad de corriente que circula a travs de la celda y al tiempo de operacin de la electrlisis. Se expresa as: mF : masa depositada (g) M : Peso molecular del metal depositado n : Valencia del ion metlico en la solucin F Coulomb/equivalente) (1 coulomb = 1 A x 1 s) I : Corriente que circula (A) t : Tiempo de operacin de la electrlisis (s) El equivalente electroqumico (EEQ) de la substancia transformada, se define como la cantidad de sustancia que es afectada por el paso de una corriente de 1 A en 1 hora. El equivalente electroqumico de un metal queda determinado por las siguientes constantes: Eficiencia de corriente La masa que se obtiene con la ecuacin de Faraday (mF) es terica o estequiomtrica, ya que considera que toda la corriente que circula se aprovecha solo para depositar el metal, pero en los procesos reales de EW de cobre, hay reacciones parsitas y la masa depositada realmente (mR) es menor a lo que se esperaba. La EFICIENCIA DE CORRIENTE se define como la razn entre la cantidad de cobre depositada y la que se debera haber depositado tericamente segn la ley de Faraday : Como concepto, indica la fraccin de corriente que es efectivamente utilizada en la reaccin de depositacin de cobre. As, por ejemplo, si la EC es de 0.8 (80%), significa que solamente el 80% de la corriente est siendo tilmente utilizado y el 20% restante est siendo empleado en reacciones paralelas o parasitarias, fugas, etc. Por ejemplo, en EW de Cu, Reaccin principal: Cu2+ + 2 e- => Cu 97 % I : Constante de Faraday (96487

Reaccin parsita: Fe3+ + 1 e- => Fe2+ 3 % I

METODICA EXPERIMENTAL.

LIXIVIACION Armar el sistema siguiente. Preparar la solucin de cido sulfrico de 1 lt al 10%. Esperar a que se termine esta parte del experimento.

CEMENTACION

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De lo obtenido en la lixiviacin, realizar la cementacin con aprox. 300ml. Colocar esta solucin en un vaso de precipitado. Introducir una viruta en el vaso de precipitado. Esperar a que la solucin se torne transparente.

ELECTRODEPOSICION Armar el sistema mostrado en la figura. Usar la solucin restante del producto de la lixiviacin. Mantener la solucin entre 55 y 60C Usar como ctodo una placa de cobre y como nodo una placa de aleacin de plomo antimonio. Antes de colocar el ctodo y el nodo pesarlos. Darse tiempo limitado para la electrodeposicin. Pasada la electrodeposicin volver a pesar el ctodo y el nodo. Medir la distancia de separacin entre las placas. Medir las dimensiones del ctodo.

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DATOS CALCULOS Y RESULTADOS.

LIXIVIACION Volumen calculado de H2SO4: 60ml Volumen obtenido de licor de sulfato de cobre: 800ml aprox.

CEMENTACION Cantidad de viruta usada: 1 Tiempo: 60min. Se vio que la solucin casi se tornaba transparente.

ELECTRODEPOSICION Masa inicial del nodo: 224.62gr

Masa inicial del ctodo: 28.18gr Tiempo de electrodeposicin: 60min Temperatura: 55 - 60C Voltaje empleado: 3[V] Intensidad de corriente usada: 1[A] Distancia de separacin de los electrodos: 2.5cm Dimensiones del ctodo: 6.5*6 Masa final del nodo: 224.65gr Masa final del ctodo: 29.32gr Masa electrodepositada de cobre: 1.14gr Masa electrodepositada de sulfato: 0.03gr

2e + Cu2+

=> Cu

Con la formula y los datos calculamos: Masa electrodepositada de cobre (teorico): 1.19gr

OBSERVACIONES. El proceso fue realizado sin mucha dificultad, en la lixiviacin se demoro mucho tiempo, para la cementacin la hora no fue suficiente para que se complete el proceso y la electro deposicin del licor de sulfato de cobre durante su proceso emiti gases asfixiantes.

CONCLUSIONES.

Todo el proceso de electrometalurgia fue realizado en dos prcticas ya que llevan mucho tiempo. La electro deposicin fue casi un xito ya que la masa terica no esta muy lejos de la practica.

BIBLIOGRAFIA. Fuente de la Universidad de Atacama de Chile. www.wikipedia.comAPLICACIONES HIDROMETALURGICAS OBJETIVOS.

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Observar la manera en que se realizan los recubrimientos electrolticos en laboratorio. Saber hasta que punto se debe realizar la electrolisis para tener un buen acabado.

FUNDAMENTO TEORICO.

La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extraccin y recuperacin de metales usando soluciones liquidas, acuosas y orgnicas. Se basa en la concentracin de soluciones en uno a varios elementos de inters Metales, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias fsicas de las soluciones son separados y aislados de forma especifica. Como resultado se obtiene una solucin rica en el ion de inters y con caractersticas propicias para la prxima etapa productiva. En general los metales extrados por esta tcnica son proveniente de minerales anteriormente Lixiviados en medios sulfato, cloruro, amoniacal, etc. Metales como Cobre, Nquel, Vanadio y Uranio, son extrados de esta forma. Por este ltimo metal se dio comienzo a la Hidrometalurgia durante el auge de la industria nuclear apoyada econmicamente por la segunda guerra y posteriormente guerra fra. Los procesos hidrometalrgicos normalmente operan a temperaturas bajas (en el rango de 25 C a 250 C). Las presiones de operacin pueden variar de unos pocos kPa (vaco) hasta presiones tan altas como 5000 kPa. El punto fuerte de la hidrometalurgia radica en la gran variedad de tcnicas y combinaciones que pueden ser usadas para separar metales una vez que han sido disueltos a la forma de iones en solucin acuosa.

Galvanotecnia

Para recubrir las teteras con una delgada capa de plata con el fin de protegerlas de la corrosin y darles un acabado atractivo se emplea el proceso conocido como galvanotecnia. Los objetos que van a ser galvanizados se limpian y despus se colocan en un bao que contiene cationes (tomos cargados positivamente) del metal que se quiere depositar sobre los mismos. El objeto se conecta al terminal negativo de una fuente de electricidad, lo que hace que el objeto atraiga los cationes metlicos del bao.

Cromado

El cromado se realiza con el fin de otorgarles una buena presentacin o de acabados decorativos al material (o piezas) tratado, otras veces otorgarles mayor dureza y exigente acabado liso con brillo al espejo y con alta precisin.

Los insumos qumicos utilizados para el proceso del cromado son: Hidroxido de sodio (en escamas) : NaOH Carbonato de sodio: Na2CO3 Metasilicato de sodio Tripolifosfato de sodio Cianuro de sodio: NaCN Cianuro de cobre: CuCN Bisulfito de sodio Sulfato de niquel: NiSO4.7H2O Cloruro de niquel: NICl 2 Acido Brico: H3BO3 Perxidos de hidrogeno: H2O2

Nitrato de plata AgNO3 Oxido cromico (en escamas): CrO3 Acido sulfrico : H2SO4 Los anodos (lminas o planchas): -Aceros o hierro -Niquel -Plomo-estao (7% Sn) -Cobre Los Materiales o Piezas: Los materiales o las piezas a recubrir pueden tener origen de fabricacin de uso que requieren este tratamiento para un rendimiento ms adecuado y mejor. Las materias primas o materiales a tratar que generalmente representan para darle el tratamiento de cromado brillante pueden ser: muebles (silla, mesas, etc.), instrumentos de msica. Por otra parte, las materias primas o materiales a recubrir con cromo duro pueden ser: todo tipo de matrices, ejes hidrulicos, asientos de rodamientos, asientos de rodajes, gusanos extrusores, gua hilos, rodillos, cigeales, vstagos (de trenes de aterrizaje), pistones, rboles de levas, camisetas de motores, soportes de aparato de ptica, malla de ladrilleros (minera), etc. todos con fines de darles mejor dureza.

METODICA EXPERIMENTAL.

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Calentar la solucin de Cu(CN)-4 de 55 C a 60 C. El elemento a recubrir debe estar libre de impurezas, ya sea grasas, suciedad y dems. Conectar mediante los cables con pinzas de cocodrilo el elemento en cuestin con la fuente de energa, controlar la intensidad y el voltaje. Controlar de que la pieza no quede demasiado recubierta ya que no tendr una buena apariencia.

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Ver siempre de que primero se realice un bao en cobre y luego se pase a hacerlo con la plata. No es necesario de calentar la solucin que se usar para el bao con plata, ni tampoco someterlo con ninguna fuente de corriente elctrica, por simple inmersin se realiza el bao.

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OBSERVACIONES.

Durante la prctica cada uno de los experimentadores realizo el bao a diferentes piezas. En algunos casos las piezas estaban debidamente limpias y en otros casos totalmente sucias. Se hicieron baos en llaves, monedas, clips, cadenas, uas, llaveros y alambres. Las llaves en algunos de los casos se las bao completamente con cobre. En otros mitad cobre y mitad plata. En ambos casos no se tomaron datos de masas ni intensidad, por ser esta una prctica ms de aplicacin que de teora, y se aplicaron diferentes intensidades. Las monedas al igual que las llaves se las realizo de las dos formas, pero en algunos casos se dejo mucho tiempo la pieza en la solucin y quedo con demasiado recubrimiento lo que hizo de la pieza un elemento no muy preciado, por su mal aspecto. En el clip se realizo un plateado demasiado excesivo al grado de que pareca ms que baado en plata, una pieza de plstico. La cadena no estaba debidamente limpia por lo que al hacer el baado en cobre se tubo problemas ya que la solucin fue ensucindose, y la cadena no poda ser totalmente recubierta, se realizo este proceso por partes, es decir, primero parte de la cadena luego lo dems y as hasta lograrlo. Pero la pieza no tenia un buen aspecto al final de la prctica pues no estaba totalmente cubierta y por haber estado sucia el recubrimiento se fue quitando muy fcilmente. Las uas, los llaveros y los alambres, fueron exitosamente baados pues tenan un aspecto favorable y no tenan ningn exceso, adems estaban sin ninguna impureza.

CONCLUSIONES.

Durante la prctica se debe evitar los excesos en el recubrimiento y se debe de cuidar de que la pieza no contenga ninguna impureza. Despus de realizar el bao se debe pulir la pieza para que tenga un mejor aspecto y as sea ms comercializable.

BIBLIOGRAFIA.

Enciclopedia Encarta 2006. www . wikipedia . com www. google . com