12 Desarrollo de Extractantes

8/13/2019 12 Desarrollo de Extractantes

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Desarrollo de Extractantes:Nuevas Formulaciones ACORGA

Para Condiciones Es ecialmente A resivas

XIII Seminario Tcnico CytecOctubre 2010, Antofagasta


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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.



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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



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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)



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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



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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



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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



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, , ,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



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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



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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



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4

5

6

7

8

,

ACORGA NR20 presenta una menor degradacin hidroltica

0

1

2

0 48

, . 20



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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



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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.



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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



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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 ++++

++++



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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.



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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+



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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



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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


+

() () () ()

1 0 0 .

12 0.12 0 .1

10 0./1 /

38% del orgnico fue oxidado.


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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



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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


0

50

100

150

200

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

,

5910 25


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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



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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.



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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.



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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.


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