Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano

Lab. Procesamiento de Minerales – UNT.

1. Introducción

• El Perú dispone de grandes recursos minerales

debiéndose destacar el Oro, la Plata y el Cobre,

utilizados como fuente generadora de riqueza y

principal rubro de producción minera.

• Durante las últimas décadas se busca nuevas

alternativas en los procesos hidrometalúrgicos

debido al deterioro ambiental y de salud,

ocasionados por los efluentes de los ácidos que se

emplean en dichos procesos.

1. Introducción

• La investigación sobre el posible reemplazo de

ácidos inorgánicos como el sulfúrico, por un ácido

orgánico y biodegradable como el ácido cítrico en

la Hidrometalurgia del Cobre; se encuentra en

una etapa de evolución, en la cual, se busca

obtener valores metálicos y reducir así el uso de

productos químicos nocivos para el suelo y el

agua, además de potenciar los niveles de

recuperación metalífera.

2. Planteamiento del problema:

¿En qué medida influye el pH y la concentración del

ácido cítrico en la extracción de cobre mediante

lixiviación por agitación de minerales oxidados de

cobre tipo crisocola del Distrito de Salpo- La

Libertad?

3. Objetivos:

• Evaluar la influencia del pH y la concentración del

ácido cítrico en la lixiviación por agitación de

minerales oxidados de cobre tipo crisocola del

distrito de Salpo- La Libertad.

• Demostrar que se puede extraer cobre usando

ácido cítrico como disolvente en la lixiviación de

minerales de cobre tipo crisocola.

3. Objetivos:

• Evaluar la influencia del pH y la concentración del ácido

cítrico en la lixiviación por agitación de minerales oxidados

de cobre tipo crisocola del distrito de Salpo- La Libertad.

• Demostrar que se puede extraer cobre usando ácido cítrico

como disolvente en la lixiviación de minerales de cobre

tipo crisocola.

4. Hipótesis:

• El pH y la concentración del ácido cítrico influyen

significativamente en la extracción de cobre mediante

lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre

tipo crisocola procedente del Distrito de Salpo- Libertad

5. Marco Teórico:

• Actualmente, la operación de lixiviación con ácido

sulfúrico da lugar a disoluciones acuosas que

contienen desde menos de 1 g/L a cerca de 35

g/L Cu, valores de pH comprendidos entre 1,1 y

3,0, hasta 50 g/L de cloruros y una serie de

impurezas, dependiendo del tipo de material

tratado, el agua empleada y la evaporación

sufrida.

• Todas estas disoluciones se pueden tratar

mediante extracción con solventes. (Ref.1)

Lixiviación de Cobre

• Los minerales oxidados de cobre pueden

disolverse en soluciones de ácido sulfúrico.

Las reacciones de lixiviación para cada mineral

específico son:

Cuprita:

Crisocola:

Lixiviación de Cobre

• La recuperación de cobre de licores de lixiviación

es realizada por medios de cementación.

• El cemento de cobre producido por hierro

metálico tiene solamente un contenido de cobre

de 70 %.

• La electro-obtención juntamente con la

extracción por solventes orgánicos producirán un

cobre catódico que es comparable al cobre

refinado convencional.

(Ref. 2)

Métodos de Lixiviación:

• La selección del método de lixiviación

depende de las características físicas

químicas del mineral y los minerales

asociados a ser tratados. Los factores

importantes son: el grado de mineral, la

solubilidad del valor metálico, la cinética

de disolución, el consumo de reactivo, etc.

(Ref.3)

Lixiviación por agitación

Ventajas comparativas con otros métodos

de lixiviación son:

• Alta extracción del elemento a recuperar.

• Tiempos cortos de procesamiento (horas).

• Proceso continuo que permite una gran

automatización.

• Facilidad para tratar menas alteradas o

generadoras de finos.

Lixiviación por agitación

Las desventajas son:

• Un mayor costo de inversión y operación.

• Necesita una etapa de molienda y una

etapa de separación sólido-líquido

(espesamiento y filtración).

Figura 1: Equipos de

lixiviación

por agitación.

Variables del proceso

• Granulometría:

Tabla 1: tamaño de algunos minerales para

lixiviación por agitación.

Variables del proceso

• Tiempo de lixiviación:

Fig. 2:

Porcentaje de

extracción en

función del

tiempo.

Variables del proceso

• pH:

Fig. 3: Eh/pH

del sistema

Cu-S-H2O, 25°C

(Fuente Domic)

Variables del proceso

• Concentración de reactivos:

Fig. 4: Complejos de aminas de cobre formadas en

función de Conc. amoníaco

Variables del proceso

• Porcentaje de sólidos:

El porcentaje de sólidos en la pulpa varía

entre 20 y 50%.

El porcentaje de sólidos se calcula por el peso

del mineral en la pulpa.

% sólidos

El Ácido Cítrico

• Fórmula química: (C6H8O7).

• Acidulante ampliamente usado, inocuo con

el medio ambiente. Es prácticamente

inodoro, de sabor ácido no desagradable,

soluble en agua, éter y etanol a

temperatura ambiente.

• Es un sólido incoloro, traslúcido o blanco,

que se presenta en forma de cristales,

granular o polvo.

• La liberación de los iones cobre es

dependiente del pH del medio, los cítricos

proporcionan los iones H+ requeridos para la

solubilización.(Ref. 4).

• El Cobre divalente, Cu+2, se ligafuertemente

con los ácidos húmicos y fúlvicos, formando

complejos con la materia orgánica.(Ref. 4).

• Reacción de Crisocola con Ácido Cítrico:

6. Aspecto Metodológico

6.1. Análisis químico del mineral:

Mineral Ley Cu (%)

Crisocola 6.64

Composición

química de

Crisocola:

6.2. Preparación mecánica de la muestra

Foto N°1: Mineral de

chancado.

Foto N°2: Cuarteo

de mineral.

Foto N°3: Tamizado

por malla #10.

Foto N°4: Muestreo

para prueba.

6.3. Preparación de solución de ácido cítrico

Foto N°4: Concentraciones: 0.2 M, 0.4 M, 0.6 M y 0.8 M.

Regulación de pH: Natural(1), 2, 3 y 4 con NaOH.

6.4. Lixiviación por agitación mecánica

Foto N°5: Banco de agitadores, se trabajó al 33%

sólidos, durante 3 horas de agitación a 500 rpm.

6.5. Filtración y análisis de solución

Foto N°6: Análisis de solución y colas. Por método

volumétrico a minerales y las soluciones por método de

absorción atómica.

Concentración de ácido

cítrico 0.2 M 0.4 M 0.6 M 0.8 M

pH 1.0 X11 X12 X13 X14

pH 2.0 X21 X22 X23 X24

pH 3.0 X31 X32 X33 X34

pH 4.0 X41 X42 X43 X44

Planteamiento de esquema de pruebas:

Parámetros de prueba

Masa mineral (g): 100

% sólidos: 33.3

Volumen de solución (mL): 200

Granulometría: 95%-#10

Proceso: cinético

Tiempo agitación: 3 horas

7. Resultados

[Ac. Cítrico] pH NaOH al 50% agregados (mL) % de extracción Cu

0.2 Natural-1,46 0 53.96

0.4 Natural1,28 0 64.57

0.6 Natural-1,19 0 59.70

0.8 Natural-0,91 0 51.22

0.2 2.04 6.00 64.67

0.4 2.01 10.80 74.41

0.6 2.01 14.75 56.71

0.8 2.00 32.50 62.18

0.2 3.00 21.25 59.75

0.4 3.00 25.75 81.27

0.6 3.00 33.25 73.60

0.8 3.00 47.00 75.41

0.2 4.06 15.00 67.30

0.4 4.08 35.00 74.34

0.6 4.02 48.00 38.29

0.8 4.08 60.00 31.75

7. Resultados

% E

xtr

acció

n d

e C

u

Ácido cítrico (Molaridad)

% extracción Cu vs Concentracción de Ac. cítrico

pH 1

pH 2

pH 3

pH 4

Gráfico N° 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico

7. Resultados

Gráfico N° 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico

% e

xtr

acció

n C

u

pH

% extracción Cu vs pH

C. M.0.2

C.M. 0.4

C.M. 0.6

C.M. 0.8

7. Conclusiones

• Se concluye que el pH y la concentración del

ácido cítrico influye significativamente en la

extracción de cobre, lográndose altas

extracciones de cobre muy similar a los ácidos

inorgánicos.

• A una granulometría de 95%-#10, con 33% sólidos,

agitación mecánica durante 3 horas, con pH 3 y

concentración de ácido cítrico 0.4 molar se

obtiene 81 % de extracción de cobre.

28

8. Recomendaciones

• Se recomienda hacer pruebas de

electrodeposición directa de las soluciones cargas

con citrato de cobre, buscando optimizar la

variable de electrodeposición y analizar la pureza

del cobre depositado.

(A) Electrodepisición de cobre, (B) cobre electrodepositado

(C) Lámina de cobre obtenida.

(A) (B) (C)

GRACIAS POR SU

ATENCIÓN.

Ing. Juan Vega

UNT