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8/13/2019 170667162-100562703-LIXIVIACION-DIAPOSITIVAS

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LIXIVIACIN

La extraccin slido-lquido o lixiviacin es una

operacin unitaria cuya finalidad es la separacin deuno o ms componentes contenidos en una fase slida,mediante la utilizacin de una fase lquida odisolvente. El componente que se transfiere de la faseslida a la lquida recibe el nombre de soluto, mientras

que el slido insoluble se denomina inerte.


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LIXIVIACIN

EjemplosLos minerales de cobre se disuelven preferentemente apartir de algunos de sus minerales por lixiviacin con cido

sulfrico, el oro se separa de sus minerales con la ayuda desoluciones de cianuro de sodio

Proceso de Lixiviacin en pilas para la obtencin

de oro y plata


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LIXIVIACIN

EjemplosLa extraccin de colorantes se realiza a partir de materiasslidas por lixiviacin con alcohol o soda, los aceites

vegetales se recuperan a partir de semillas


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REALIZACIN DEL PROCESO

Preparacin del material:


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Transporte del material a la zona de

lixiviacin:

Formado de pilas:


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Baado o riego:


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FACTORES IMPORTANTES DE UNALIXIVIACIN

Temperatura delixiviacin

Concentracingravitacional

Etapas de lixiviacin

Disolvente adecuado

Poner encontacto el

disolvente conel material que

se desealixiviar,

Separar lasolucin

formada del

residuosolid.

Precipitar

el metalde la

solucin


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OPERACIN EN ESTADODISCONTINUOIncluyen aquellas en que los slidos y loslquidos se ponen en contacto nicamenteen forma de lotes y tambin aquellas enque un lote del solido se pone en contactocon una corriente que fluyecontinuamente del liquido.


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Los tipos de lixiviacin en estadodiscontinuo se dividen en:

Lixiviacinde lechos

fijos

Lixiviacinin situ

Lixiviacinen

botaderos

Lixiviacinen Pilas

Lixiviacinen Batea

Lixiviacinde pulpa

Lixiviacinpor

agitacin

Lixiviacina presin


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Lixiviacin in situ

Tipo I Tipo II Tipo III

La lixiviacin IN SITU quealgunas veces se llama Mineraen solucin se refiere a la

aplicacin de solucionesdirectamente a un cuerpomineralizado.


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Lixiviacin en botaderos

Esta tcnica consiste en lixiviarlastres, desmontes o sobrecarga de

minas de tajo abierto.Ventajas:-Se requiere de poca inversin.-Es econmico de operar.

Desventajas:-La recuperacin es baja.-Necesita tiemposexcesivos para extraer

todo el metal.


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Lixiviacin en pilas

Se coloca en montones de seccin trapezoidal y altura calculada para proceder asu riego con la solucin lixiviante. Tras percolar a travs de toda la pila, serecolectan los lquidos enriquecidos (solucin rica) que se llevan a la planta deproceso de recuperacin de la sustancia mineral (sal o metal).

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 percol


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Lixiviacin en batea

Esta tcnica consiste encontactar un lecho de mineralcon una solucin acuosa quepercola e inunda la batea oestanque.

Bateas de lixiviacin


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Lixiviacin de pulpa:

Lixiviacin por agitacin

La lixiviacin por agitacin requiere que el

mineral est finamente molido, aumentando elrea expuesta. Se utiliza preferentemente paraminerales no porosos.


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Lixiviacin a presin

Se realiza con dos propsitos :

Una disolucin rpida de todos losvalores presentes en el mineral.

Mejorar la velocidad de disolucin deminerales difciles de lixiviar y poco

solubles en presin atmosfrica.

Autoclave


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OPERACIN EN ESTADOCONTINUOLa lixiviacin de un lecho estacionariode slidos se realiza en un tanque con

un fondo falso perforado parasoportar los slidos y permitir lasalida del solvente.


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Lixiviacin durante el molido

Muchos slidos deben ser molidos

para que las porciones solubles seanaccesibles a los disolventes delixiviacin


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Tanques con agitacin

Tanques conagitacin

Agitacinmecnica

Rotores deflujo axial

Rotores de

flujo radialAgitacinneumtica


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EQUIPOS DELIXIVIACION

EQUIPOS DEDISPERCION DE

LAS PARTICULASSOLIDADAS ENEL LIQUIDO

EQUIPOS PORPERCOLACION


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Extractor tipo Bollman: TRABAJA CONSOLIDOS DEFORMACONTINUA

PUEDEMANEJAR DE

2000 A

20000KG/H

ESTACOMPUESTODE CESTASMOVILES

TRABAJA ENCONTRA

CORRIENTE

PERCOLADORES


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ESTA FORMADOPOR

COMPARTIMIENTOANULARES

ECONOMICO

SENCILLO

REQUIEREN DEPOCO ESPACIO

Extractor tipo Rotocel:


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Percolador de bandasinfn:

TRABAJA DE FORMASIMILAR AL ROTOCEL

TRABA EN FOMALINEAL


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Extractor tipo Kennedy: Opera bsicabsicamente

como unpercolador

El solido sedesplaza atravs deldisolvente

El disolventefluye por

gravedad decmara a cmara

se emplea pocopara materialesfrgiles


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Tanques Agitados por carga :

Tanques agitados

medianteimpulsorescoaxiales

Los tanques deposicin vertical se

le colocanagitadores sobre un

eje vertical

los tanques enposicin horizontal

se le coloca elagitador sobre un

eje horizontal

solo proporcionauna etapa simple

de equilibrio

EQUPIOS DE DISPERSIN


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Tanques de Pachuca:

ES EL EQUIPO MSSENCILLO Y USANDO

AMPLIAMENTE EN LAINDUSTRIA

METALRGICAS

SE PUENDEN CONSTRUIRDE MADREAS, METAL Y

CONCRETO


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Tanques de sedimentacin porgravedad: Pueden servir

como equipos decontactos

continuos yseparacin

Se pueden lixiviarslidos finos en

forma continua

Trabajan en contracorriente

Requieren grancantidad de

espacio


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Tanques tipo Dorr:Utiliza el

principio detransporte de

materia con aire

Utiliza tambinel trabajo

mecnico deslidos

Es muy usado enla industria

metalrgica yqumica

Tambin puedeser usado para ellavado de slidos

finamentedividos


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1. CAMBIO DE FASE DELSOLUTO

2. DIFUSIN DEL SOLUTO EN ELDISOLVENTE CONTENIDO EN

LOS POROS DEL SLIDO

3. TRANSFERENCIA DELSOLUTO DESDE LA SUPERFICIE

DE LAS PARTCULAS HASTA ELSENO DE LA DISOLUCIN

EQUILIBRIO SLIDO-LQUIDO

EQUILIBRIO

El mecanismo de laextraccin de un solutocontenido en unapartcula slida

mediante un lquido, seconsidera que ocurre en3 etapas sucesivas hastaque se alcanza el

equilibrio:


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1. CAMBIO DE FASE DEL SOLUTO:paso de soluto de la fase slida a la fase lquida.

2. DIFUSIN DEL SOLUTO EN EL DISOLVENTECONTENIDO EN LOS POROS DEL SLIDO:La expresin de la velocidad de transferencia de materia enesta etapa vendr dada por:

3. TRANSFERENCIA DEL SOLUTO DESDE LA

SUPERFICIE DE LAS PARTCULAS HASTA ELSENO DE LA DISOLUCIN:la velocidad de transferencia de materia viene dada por laexpresin:

ETAPAS PARA ALCANZAR EL EQUILIBRIO


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MTODOS DE CLCULO


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MTODOS DE CLCULO

Los problemas de lixiviacin puedenresolverse por los siguientes mtodos declculo:

EQUILIBRIO PRCTICO

TRINGULO RECTNGULO

DIAGRAMARECTANGULAR

LIXIVIACIN EN UNA SOLAETAPA

VARIAS ETAPAS ACORRIENTE CRUZADA


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TRINGULO RECTNGULO:

I S

D

y1

y1satNO SATURADA

SATURADA

N

P

En la extraccin slido-

lquido, en la que el soluto estaoriginalmente en fase slida,la cantidad de soluto quepuede disolverse estarlimitada por la saturacin dela disolucin, que ser funcin

de la temperatura y la presin.


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TRINGULO RECTNGULO (cont):

IS

D

A,y1

C

K

GH

B

D


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DIAGRAMA RECTANGULAR:

k

CA

G

H

E1

R1

D`DB`B R1

M1

E1`

D

N=I/(D+S)

X,y=S/(D+S

F

Debido a que en el diagrama

triangular los datos suelenagruparse hacia un extremo,resultando incmodas laslecturas, es preferible usarun diagrama rectangular enel q se representen en

ordenadas Kg de inerte/ Kgde disolucin I (D+S), y enabscisas Kg de soluto/ Kg dedisolucin S (D+S).


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LIXIVIACIN EN UNA SOLA ETAPA:SLIDO QUE SE VAA LIXIVIARB= masa de insolublesF= masa de (A+C)

NF= masa de B/(A+C)YF=masa de C/(A+C)

SLIDO LIXIVIADOB= masa insolubleE1= masa de (A+C)N1= masa de B/(A+C)

Y1=masa de C/(A+C)

DISOLVENTE DE

LIXIVIACINRo=masa desolucin (A+C)C0=masa deC/(A+C)

SOLUCIN

LIXIVIADAR1=masa desolucin (A+C)X1=masa deC/(A+C)


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LIXIVIACIN EN UNA SOLA ETAPA(cont):

Por definicin de N,B = Nf*F = E1*N1

Un balance de soluto (C), F*Yf + Ro*Xo = E1*Y1 + R1*X1

U balance de disolvente (A), F (1-yf) + Ro (1-Xo) = E1 (1-Y1) + R1 (1-X1)

Y un balance de la solucin(soluto + solvente) F+Ro = E1 + R1 = M1

El mezclado de los slidos que se van a lixiviar y el disolvente delixiviacin produce una mezcla de masa M1 libre de B tal que:

NM1 = B/ (F+Ro) = B/M1YM1 = YF*F + Ro*Xo / F+Ro


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LIXIVIACIN EN VARIAS ETAPAS A

CORRIENTE CRUZADA:

1 2 nSLIDO ALAVAR


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APLICACIONES


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Lixiviacin del cobreMINA

CONMINUCION

LIXIVIACION

EXTRACCION CONSOLVENTE

ELECTROOBTENCION

CATODO

Planta lixiviacin decobre

Mina de cobre


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lixiviacin del oroReaccin cianuracin:

4 Au + 8 CNNa + O2 + 2 H2O 4 (CN)2 Na Au + 4 HONa


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Lixiviacin azcar de remolacha

LAVADO

CORTE ENRODAJAS

DIFUSION

LIXIVIACION

MOLIENDA

CONCENTRACION


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LIXIVIACION DE SEMILLASVEGETALES

Los aceites vegetales serecuperan a partir desemillas, como los de soya yde algodn mediante lalixiviacin con disolventesorgnicos.

Generalmente, los disolventesutilizados son nafta de petrleo, unafraccin muy cercana al hexano; los

hidrocarburos clorados dejan unresiduo demasiado txico para elalimento lixiviado y no puedeutilizarse para alimentacin animal


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EJEMPLOS


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EJEMPLO 1: El azcar que queda en un lecho de carbn de hueso que seutilizo para decolorarlo, se va a lixiviar inundando el lecho con agua;posteriormente, el lecho se drenara de la solucin de azcar resultante. Eldimetro del lecho es de 1m, la profundidad 3m, la temperatura es de 65c. la

solucin de azcar que se drena tiene una densidad de 1137 kg/m y unatensin superficial de 0.066 N/M. la densidad global del carbn es 960kg/m y la densidad individual de la partcula es 1762kg/m. Las partculastienen una superficie externa de 16,4m/kg. Calcule la masa de solucin quequeda retenida aun en el lecho despus de que se ha determinado el goteo dela solucin.

Expresarla tambin como: masa de solucinmasa carbn de hueso seco

DATOS: =1mh =3mT=65C

l= 1137 kg/m= 0.066 N/Mglobalcarbon= 960 kg/mc/particula= 1762kg/mSup. Externa= 16,4m/kg

S l i


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Solucin:

el volumen vaco fraccionado es:

= 1 globalcarbon

c/particula

= 1- 9601762

= 0.455m vaco / m lecho.

La superficie de la partcula es:

p= sup. externa*globalcarbon

p= (16.4m/kg)*(960kg/m) = 15744 m/mlecho

El dimetro de la partcula es:

p= 6*(1)

p

p= 6*(10.455)

15744 = 2,077*10 m

Permeabilidad del lecho:

K =pg

150(1)

K =(2,07710 )(0.455)(9.807))

150(10.455)= 894*1010 m/s

S t i id l i i i l


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Saturacin residual inicial:

s= 0.075 cuando el factor k*l*g / g*gc


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Vol. Liquido retenido

vol. Lecho= 0.1276* = 0.1276*(0.455) = 0.0581 m/m

Masa liquido

masa solido seco=

0.0581(1137)1(960)

=0.069 kg/kg

EJEMPLO 2: Se va a extraer aceite de una comida con benceno, utilizando un extractor

continuo en contracorriente. La unidad a tratar es de 1000kg (basada en el slido totalmente

agotado) por hora. La comida no tratada contiene 400kg de aceite y est contaminada con

25 kg de benceno. La mezcla de solvente fresco contiene 10kg de aceite y 655 kg de

benceno. Los slidos agotados han de contener 60 kg de aceite no extrado. Experimentos

en idnticas situaciones a las de la bacteria que se proyectan, indican que la solucin

retenida depende de la concentracin de la solucin en la forma que se indica en la tabla.

Calcular a) La concentracin de la solucin concentrada, o extracto; b) La concentracin de

la solucin que sale con los slidos extrados; c) La masa de solucin que sale con la

comida extrada; d) La masa del extracto; e) El nmero de etapas que se requieren. Todas

las magnitudes estn dadas por hora.


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Solucin:sean x y y las fracciones masa de aceite en las soluciones de los

flujos inferior y superior para la entrada de solvente,

Vb = 10 + 655 = 665kg solucin /h

Yb = 10 / 665 = 0.015

Determine la cantidad y composicin de la solucin en los slidos agotados,

por prueba y error.

Si Xb = 0.1, la solucin retenida a partir de la tabla A, es 0.050kg/kg. Por lo

tanto
http://www.google.co.ve/imgres?q=flujos+en+contracorriente+en+N+etapas&start=245&um=1&hl=es&sa=N&biw=1024&bih=478&tbm=isch&tbnid=P27fLKEnlpjW_M:&imgrefurl=http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/castroe10/05c.html&docid=_vfyTqq4ClWtVM&imgurl=http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/castroe10/images/fig178.jpg&w=430&h=79&ei=qjxxT_XlMore0QHRh4HYAQ&zoom=1&iact=hc&vpx=345&vpy=284&dur=273&hovh=63&hovw=344&tx=209&ty=122&sig=109846315458948439062&page=17&tbnh=33&tbnw=180&ndsp=15&ved=1t:429,r:7,s:245


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CONCENTRACION, KG DE

ACEITE /KG DE SOLUCIONSOLUCION RETENIDA, KG/KG DE

SOLIDO

0 0.50.1 0.5050.2 0.5150.3 0.5300.4 0.5500.5 0.5710.6 0.5950.7 0.620

Lb = 0.505*(1000) =505kg/h, Xb = 60 / 505 = 0.119

A partir de la tabla A, la solucin retenida es 0.507 kg/kg

Lb = 0.507*(1000) = 507, Xb= 60/507 = 0.118 (suficientemente prximo)

El benceno en el flujo inferior para Lb es 50760 = 447 kg solucin /h

Xa = 400 / 425 = 0.941

Aceite en el extracto = entrada de aceite -60 = 10+400+-60 = 350 kg /h


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Benceno en el extracto = 655 + 25 -447 = 233kg/h =

Va = 350+233 = 583kg/h, Ya = 350 / 583 = 0.6

Determinar las concentraciones de entrada y salida para la primera etapa ylocalice la lnea de operacin para las etapas restantes. Partiendo de que X1 =

Ya = 0.6, la solucin retenida es 0.595 kg/kg de solido.

L1 = 0.505*(1000) = 595

BALANCE DE MATERIA GLOBAL:

V2 = L1+VaV2 = 595 + 583 425 = 753Kg/h

Balance de aceite:

La*Xa+V2*Y2 = L1X1+VaYa, V2Y2 = 595*(0.6)+583(0.6)- 425*(0.941) = 307

Y2 = 307 / 753 = 0.408


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El punto X1= 0.6, Y2 = 0.408 est en el extremo final de la lnea de operacin para

etapas restantes. Para determinar un punto intermedio en la lnea de operacin, se

escoge Xn = 0.3 Ln = solucin retenida = 0.53*(1000) = 530 kg /h

Para un balance global ,

Vn+1 = 530 + 583425 = 688 kg/h

Un balance de aceite da

Vn+1*Yn+1 = Ln*Xn + Va*YaLaXa = 530*0.3+583*0.6 -400 = 108.8

Yn+1 = 108.8/ 688 = 0.158

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