“Extracción por Solventes”

Ao de la Promocin de la Industria Responsable y Compromiso Climtico

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERAS

ESPECIALIDAD DE INGENIERA DE MINAS

Alumno: Taquio Yangali, John Alexander Cdigo: 20144525

Catedra: Metalurgia Extractiva

Docente: Manuel Shishido Snchez

Jacqueline Chang Estrada

Fecha de la experiencia: 20 de mayo del 2014

Fecha de entrega de informe: 27 de mayo del 2014

Lima- Per

Extraccin por Solventes

Lixiviacin en Columna

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INFORME DE LABORATORIO N6

EXTRACCIN POR SOLVENTES

I. OBJETIVOS

Comprender los procedimientos experimentales de la extraccin por

solventes como procedimiento de purificacin de las soluciones de

lixiviacin de minerales de cobre.

II. ABSTRACT

Solvent extraction is a process of purification and concentration of solutions

based on the separation of copper from the leach solutions. This process

has three basic components, which are to extract a solute, an aqueous

solvent and an organic extractant. For this lab we will use two porcesos,

which are:

Load Process

The leaching solution is mescla with an organic solvent to the organic

solution is charged with copper ions, whereas in the leaching solution was

left remaining after the leaching solution is withdrawn and the bulb was

charged copper ions the organic solution.

Download Process

The copper loaded organic solvent ions was added 50 mL of sulfuric acid,

so that the sulfuric acid solution has been reloaded with copper ions, which

were contained in the organic solvent.


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III. METODOLOGA DE LA PRCTICA

3.1 Materiales y Equipos

4 Peras (embudos de separacin)

8 Vasos precipitados de 100 ml

3.2 Muestras y Reactivos:

cido Sulfrico

Solucin lixiviante rica

3.3 Procedimiento:

Proceso de Carga

[1] Con la solucin lixiviante, obtenida del proceso de lixiviacin por

columna que se realiz en el anterior laboratorio. se mescla con

un solvente orgnico de LIX984N disuelto en kerosene.

[2] Seguidamente se llenaron las dos soluciones, como hubieron 4

grupos se tomaron diferentes proporciones para la solucin

orgnica. Esto se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 1: de la mezcla de solvente orgnico y la solucin lixiviante

# de Prueba Solvente Orgnico Solucin Lixiviante

1 100 mL 50 mL

2 50 mL 50 mL

3 25 mL 50 mL

4 12 mL 50 mL


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[3] Luego se agita manualmente por cinco minutos las cuatro peras

de decantacin para que las sustancias se homogenicen.

[4] Se coloca de nuevo en el soporte universal y se esper a que las

dos sustancias se separen.

[5] Durante este proceso, la solucin orgnica se carga de los iones

cobre, mientras que en la solucin lixiviante qued remanentes.

Esta solucin se mand para un anlisis qumico, Este proceso

se llamado Adsorcin.

[6] Despus se retira la solucin lixiviante y en la pera qued la

solucin orgnica cargada de iones cobre.

Figura 1: Solucin lixiviante.


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Figura 2: Tomando 50 ml de la solucin lixivida para procesarla.

Figura 3: Solvente orgnico de LIX984N disuelto en kerosene.


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Figura 4: Colocando la solucin lixiviante junto con la solucin orgnica.

Figura 5: Mezclando las dos soluciones para que la solucin orgnica pueda

capturar los iones cobre


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Figura 6: Separando la solucin lixiviada dela solucin orgnica que

contiene el cobre.


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Proceso de Descarga

[1] Luego a cada una de las peras contenidas con el solvente

orgnico cargado de iones cobre se le agreg 50 mL de cido

sulfrico.

[2] Se agit de nuevo cada una de las peras mezclando las dos

soluciones por cinco minutos.

[3] Se dej por un tiempo hasta que ambas soluciones se separen.

[4] Al final la solucin de cido sulfrico en cada pera de

decantacin, se carg de iones cobre, los cuales estaban

contenidos en el solvente orgnico.

[5] Se retira la solucin cargada y se mand a analizar, para conocer

las concentraciones de iones cobre.

Figura 7: Preparando el cido sulfrico, para mezclar con la solucin

orgnica que quedo en el proceso de Carga.


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Figura 8: Mezclando el cido sulfrico con la solucin orgnica, para que el

cido capture los iones cobre

Figura 9: La mezcla se coloca de nuevo en el soporte universal y se espera

que las dos soluciones se separen, para colocar en un vaso la solucin

acida que contendr los iones cobre


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Figura 10: Finalmente tendremos las dos soluciones, una es la lixiviada que

se ha procesado y la otra es el cido sulfrico que contiene los iones cobre


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IV. RESULTADOS

Tabla 2 Volmenes de la solucin lixiviante, solvente orgnico y cido

sulfrico, utilizados en el laboratorio

# de

Prueba

Proceso de Carga Proceso de Descarga

Solucin Lixiviante (mL)

Solvente orgnico de

LIX984N (mL)

Solvente orgnico

cargado (mL)

Solucin de H2SO4 (mL)

1 50 100 100 50

2 50 50 50 50

3 50 25 25 50

4 50 12 12 50

Tabla 3 Datos obtenidos del anlisis qumico de las soluciones

obtenidas del proceso de carga y descarga

Ley de cabeza: 1550 ppm

A partir de la concentracin (mg/L) de iones Cu obtenido en el proceso

de descarga. Se halla la cantidad de iones metlicos (mg) en el

proceso de Descarga:

# de Prueba Proceso de Carga

Adsorcin- Cu (mg/L)

Proceso de Descarga

Desorcin- Cu (mg/L)

1 178 1372

2 404 1146

3 707 843

4 1125 425


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Tabla 4: iones cobre obtenido en el proceso de descarga

( )

( ) (

)

Tabla 5 Hallando la cantidad de Cu en la solucin acuosa para el

proceso de descarga

# de Prueba Proceso de Descarga S. Acuosa

de H2SO4 (mL) [Cu] en la S.

acuosa (mg/L) Cantidad de iones

Cu (mg)

1 50 1372 68.6

2 50 1146 57.3

3 50 843 42.15

4 50 425 21.25

A partir de las cantidades de iones Cu hallados se puede hallar

la concentracin de [Cu] en el solvente orgnico para el proceso

de descarga

Proceso de Descarga

Desorcin - Cu (mg/L)

1372

1146

843

425


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Tabla 6: Cantidades de iones Cu hallados para el proceso de descarga

Desorcin Cantidad de iones Cu (mg)

68.6

57.3

42.15

21.25

Utilizando la cantidad del solvente orgnico y la cantidad de

iones Cu, podremos hallar la concentracin de [Cu] en el

solvente orgnico

( )

( )

Tabla 7: Hallando la concentracin de [Cu] en el solvente orgnico.

# de Prueba

Proceso de Descarga

Solvente orgnico cargado

(mL)

Cantidad de iones Cu (mg)

[Cu] en el solvente orgnico (mg/L)

1 100 68.6 0.686

2 50 57.3 1.146

3 25 42.15 1.686

4 12 21.25 1.770833


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Comparando la concentracin de los iones [Cu].

Tabla 8: Comparacin de la concentracin de [Cu] en el solvente

orgnico y en la solucin acuosa.

Se puede obtener el diagrama de McCabe Thiele para la [Cu] en

el solvente orgnico vs [Cu] en la Solucin acuosa de

Adsorcin.

Grafica 1: [Cu] en el solvente orgnico vs [Cu] en la Solucin acuosa de

Adsorcin.

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

100 300 500 700 900 1100 1300

[Cu

] e

n e

l so

lve

nte

org

nic

o

[Cu] en la Solucin acuosa

# Prueba [Cu] en la Solucin acuosa-

PLS (mg/L)

[Cu] en el solvente

orgnico (mg/L)

1 178 0.686

2 404 1.146

3 707 1.686

4 1125 1.770833


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Se puede obtener el diagrama de McCabe Thiele para la [Cu] en

el solvente orgnico vs [Cu] en la Solucin acuosa de

desorcin.

Tabla 9: Comparacin de la concentracin de [Cu] en el solvente

orgnico y en la solucin acuosa de desorcin.

Grafica 2: Concentracin de [Cu] en el solvente orgnico vs la solucin

acuosa de desorcin.

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Ttu

lo d

el e

je

Ttulo del eje

# Prueba Proceso de Descarga

Desorcin- Cu (mg/L)

[Cu] en el solvente

orgnico (mg/L)

1 1372 0.686

2 1146 1.146

3 843 1.686

4 425 1.770833


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Hallando las fases para [Cu] en el solvente orgnico vs [Cu] en la

Solucin acuosa de Adsorcin

Grafica 3: fases para [Cu] en el solvente orgnico vs [Cu] en la Solucin

acuosa de Adsorcin

Se pudo encontrar 4 fases en total.

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

100 300 500 700 900 1100 1300

[Cu

] e

n e

l so

lve

nte

org

nic

o

[Cu] en la Solucin acuosa


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Grafica 4: Fases para el [Cu] en el solvente orgnico vs la solucin acuosa

de desorcin.

Se pudo encontrar 3 fases en total.

0.5

0.7

0.9

1.1

1.3

1.5

1.7

1.9

400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

[Cu

] e

n e

l so

lve

nte

org

nic

o

Concentracin de [Cu] en la solucin acuosa de desorcin


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V. Cuestionario

1) Qu otros agentes extractantes recomendara para efectuar un

proceso de SX?

Tabla 10: Lista de los reactivos actualmente en uso industrial

2) Qu factores influyen en el proceso de SX?


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3) Qu cantidad de LIX65 ser necesaria para preparar 300 ml de una

fase orgnica al 35% en volumen con agente diluyente?

Por cada 100 ml de solucin orgnica hay 35 ml de LIX65.

Se piensa preparar 300 ml de solucin. Por lo tanto por regla de tres

simples:

La suma de volumen de LIX65 con el disolvente orgnico suman los 300 ml

de la solucin orgnica

Entonces habra

4) Por qu es necesario utilizar un disolvente para preparar el

extractante?

PARA LA FASE ORGNICA

El extractante;

Tiene la funcin de formar un complejo con ion Cu+2.

El disolvente:

Tiene la funcin de reducir la viscosidad para lograr que se d el

intercambio inico y la reaccin entre el extractante y el ion metlico.

Por lo tanto:

La funcin del disolvente es ayudar a que se d la reaccin del

extractante, el cual sin el disolvente no podra actuar con la fase acuosa.


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5) Se tienen los siguientes datos; identifique a que etapa del proceso

corresponden estos datos. Comente lo observado en estos datos

Tabla N 11: Datos del ejercicio 5

N Pera mg de Cu/L

Solucin

PLS

Solucin

Orgnica

1 150 1400

2 180 2710

3 220 3880

4 250 4950

Grafica 5: Diagrama McCabe del ejercicio 5

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

Ttu

lo d

el e

je

Ttulo del eje


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Si los datos son llevados a una curva se puede obtener el diagrama

McCabe con el cual se puede decir:

Que hay una mayor concentracin de iones en la solucin orgnica

por lo que se puede deducir que esta isoterma corresponde a la

etapa de cargado gracias a que la solucin orgnica est ms rica de

iones Cu++

mientras que los remanentes que hay en la solucin PLS son casi la

quinta parte.


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VI. DISCUSIN DE RESULTADOS

Sobre la Extraccin por solventes:

No es viable llevar toda la solucin PLS y agregarle la mayor

cantidad de solucin orgnica porque a pesar que de que

favorezca a una mayor recuperacin de cobre quedaran

remanentes considerables. Por tal razn es necesario llevar a

cabo el proceso de extraccin por solventes en distintas etapas

para as disminuir al mnimo la cantidad de remanentes o cobre

que no se ha logrado recuperar.

Tabla 12: Resumen de las concentraciones de cobre en la solucin

acuosa y el solvente orgnico

Sobre los diagramas de McCabe:

Para la grfica 3 y 4 se vio que en la destilacin continua con

diferente relacin de reflujo, la fraccin molar del componente ms

ligero en la parte superior de la columna de destilacin disminuir

a medida que la relacin de reflujo disminuye. Cada nueva

relacin de reflujo se altera la pendiente de la lnea de seccin de

trabajo de rectificacin.

[Cu] en la Solucin acuosa-

PLS (mg/L)

[Cu] en el solvente

orgnico (mg/L)

178 0.686

404 1.146

707 1.686

1125 1.770833


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EL diagrama McCabe muestra que nuestro proceso para purificar

nuestra solucin de lixiviacin se tendra que llevar a cabo en 5

etapas para poder obtener la menor cantidad de prdidas de los

iones cobre en la solucin LPS por lo tanto lograr la mayor

eficiencia en el proceso.

Grafica 6: fases para [Cu] en el solvente orgnico vs [Cu] en la Solucin

acuosa de Adsorcin

Finalmente el diagrama de McCabe nos muestra que el punto ms

alto es donde hay una mayor concentracin de remanentes de

Cobre en la solucin PLS y que a la vez hay un mayor rescate de

este metal en la solucin orgnica


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VII. CONCLUSIONES

La extraccin por solventes es un proceso de purificacin y

concentracin de soluciones basada en la separacin del cobre,

desde las soluciones de lixiviacin. Este proceso tiene tres

componentes bsicos, los cuales son un soluto a extraer, un

solvente acuoso y un extractante orgnico.

McCabe-Thiele se considera que es el mtodo ms instructivo

ms simple y tal vez para el anlisis de la destilacin binaria. Se

utiliza el hecho de que la composicin en cada bandeja terica

est completamente determinado por la fraccin molar de uno de

los dos componentes y se basa en el supuesto de desbordamiento

molar constante.

En el caso que se busque obtener el mayor rescate de cobre

mediante en una sola etapa lo recomendable es agregarle la

mayor cantidad de solvente orgnico mas no guiarse del diagrama

de McCabe porque aquel esta expresado en concentraciones.


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VIII. BIBLIOGRAFA

Apuntes anotados en el laboratorio de Metalurgia Extractiva.

Apuntes anotados en la clase de Metalurgia extractiva.

Manual del Experimento N5, Lixiviacin en Columna.

Extraccin por solventes;

http://www.fbqf.unt.edu.ar/institutos/quimicaanalitica/Analitica%20I/pd

f/EXTRACCION%20CON%20SOLVENTES.pdf; Mayo del 2014

Mtodo de McCabe-Thiele, La construccin y el uso del diagrama de

McCabe-Thiele;

http://centrodeartigos.com/articulosenciclopedicos/article_86546.html;

Mayo del 2014

MTODO McCABE THIELE;

http://alexandercolina120572.files.wordpress.com/2011/02/mc-cabe-

mc3a9todo-de-disec3b1o-grc3a1fico-parte-ii.pdf; Mayo del 2014

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