PROCESAMIENTOS DE MINERALES IILaboratorio No 6 CEMENTACION INFORME Integrantes: Ambrosio Quispe, Germán Narváez Solís, Kevin Saravia Arias, Carlos Grupo: C11 – 04 – A Profesor: Sánchez Zúñiga, Luis Enrique SEMANA: 7 Fecha de realización: 20 de marzo Fecha de entrega: 27 de marzo 2015- I I. OBJETIVOS Entonces. el cadmio y el cobre contenidos en las soluciones de lixiviación de concentrados de zinc se cementan con polvo de zinc. Verificar la eficiencia de la técnica de cementación. Ejemplo: 2+¿ ¿ 2+¿+ Zn(s ) ← ⃗ Cu (s ) + Zn(ac ) Cu¿(ac ) Se tiene que agregar un exceso de metal. Además. Evaluar la cementación como un proceso alternativo para producir cobre. 82). estos cementos contienen todos los metales de potencial superior al metal agregado. Así. y los iones del metal menos noble entran en la solución para substituirlos” (Hidrometalurgia. FUNDAMENTE TEORICO Según Germán Cáceres: “La cementación de un metal a partir de una solución. la cementación puede utilizarse para recuperar el metal valioso a partir de soluciones diluidas (ejemplo: cementación de cobre por chatarra de hierro). éste sale de la solución. . Cu2+ Cu Zn Zn2+ El mejor metal utilizado para cementar las impurezas de una solución es Generalmente el mismo metal que se desea recuperar desde la solución pura. no se agrega otra impureza a la solución. lo que conduce a la obtención de cementos impuros. p. depende de una reacción de desplazamiento en la cual un metal menos noble reduce a los iones del metal por precipitar al estado metálico. Por ejemplo. Además de utilizarse como método de purificación de soluciones. Si tenemos cobre acuoso y hierro sólido.9cc de ácido.9ml. del cual nos resultó 2.45g/L. Estas técnicas eran muy usadas antiguamente pero actualmente hay plantas que la siguen usando por su bajo costo que implica.8g/L y se agregó 1. PROCEDIMIENTO En este laboratorio el fin es obtener cobre sólido. obteniendo un ácido libre de 3. Pero no todo que se obtiene es cobre y los 3 gramos puede variar. Entonces por estos motivos el cobre el hierro se disolverá para que el cobre pueda precipitar en la superficie de la viruta. Se filtró y se secó el cobre. Sabemos muchos procesos del cual cómo podemos obtener.97 gramos de hierro para 3 gramos de cobre que se quiere obtener. de cobre a cobre acuoso tiene un mayor potencial y el cobre es menor. completamos acido para que la solución comience con 5.11ml de ácido sulfúrico y para el tercer control 0. por estequiometria para que nos de fierro acuoso y cobre solido no resulta pesar 3. . Estos volúmenes de ácido que se obtuvieron resulta el gasto de carbonato 0. Realizamos controles cada 10 minutos por 3 veces. Eso lo podemos lograr sabiendo que el hierro contenido en la viruta es más activo. pero en este laboratorio aprenderemos como obtener cobre solido a partir de una solución de sulfato de cobre del cual por un proceso de precipitación el cobre acuoso logre depositarse en la viruta de hierro.g/L. Para los 20 minutos se agregó 0.1N para valorar la solución.II. Para los 10 minutos se gastó 3. Al disolver en agua la viruta se midió el ácido libre.1ml. 2.75 g de ácido sulfurico.45 de carbonato. También sabemos que: M= W Vx pf Establecemos que: W= ( V ) ( pf )( N ) ( ∅) W= ( 1 ) ( 106 ) (0. RESULTADOS Y CALCULOS Para Preparar la solución de carbonato de sodio a 0.55 g 0.III. tomando en cuenta la pureza(98%): 2. Se midió el ácido libre de la solución de viruta y la solución de cobre.3 L x =0.3 gr La masa que pesaremos es de 5.98 Mediante regla de tres simples: 1000cc 1840 .45 g/ L L A reponer 2. M.45)(0. Gasto obtenido.3 gramos y diluir en 1 litro de solución.1) ( 2) W =5. L 0. En este caso el equivalente molar es 2 (es la carga total del anión y catión). la molaridad y ∅ es el equivalente molar.1N realizamos los siguientes cálculos básicos para hallar la masa que se pesó.0049)(1000) = L (5) g =2.55g/L Ahora calculamos los mililitros de ácido que se tiene que reponer. Sabemos que N=M ( ∅ ) Donde N es la normalidad. g (2. 0049)(1000) = L (5) g =4.X X= 0.208 .0049)(1000) = L (5) g =3. 1840 0.2 g/L Ahora calculamos los mililitros de ácido que se tiene que reponer. 1840 0.3 L x =0.9cc cc de ácido sulfúrico.4)(0.3 L x =0.98 Mediante regla de tres simples: 1000cc X X= 1.68 g 0.98 Mediante regla de tres simples: 1000cc X X= 0.68g/L Ahora calculamos los mililitros de ácido que se tiene que reponer.11cc cc de ácido sulfúrico. tomando en cuenta la pureza(98%): 0. g (3.9 ml de carbonato. L 0.4 ml de carbonato g ( 4.31/ L L A reponer 0.9)(0.367 Control a los 20 minutos Gasto 4.75 g de ácido sulfurico .208 g de ácido sulfurico .42cc de ácido sulfúrico.2 g 0. tomando en cuenta la pureza(98%): 1. L 0. 0.8 g/ L L A reponer 1.780 Control a los 10 minutos Gasto de 3. 89 39.ENSAYES DE CONTROL DE COBRE PRODUCTO Cemento cobre Sol. Inicial VOL.5g LEYES Cu CONTENIDO 85.35 Ejemplo para el grupo 3 Ley de cemento= Vol.5 g Cu (gramos) 88.35 g =0.07% 49.07% 33. Se obtuvo 2. Control a los 30 minutos Gasto 5ml.60g 750ml 750ml 2.2 gramo de cobre sólido. 35. g (5)(0.9/ L L Nos indica que ya no hay más cobre que precipitar o hierro que disolverse. O PESO 39. Barren Sol.41 gr .33g/l 1.0049)(1000) = L (5) g =4.75g = 35.1 gr. O Peso Cemento de Cobre Leyes de Cobre 56. BALANCE METALURGICO. La cinética de reacción en la cementación aumenta a medida que la se eleva la concentración del ácido para nuestro caso fue 10g/L. V. Cuestionario 1.72 g =0. por lo tanto no es eficiente Luego de cada agitación (15 minutos cada una) la solución PLS. Barren 1175 ml Sol. Esta cementación puede ser técnicamente posible por la gran área superficial que pueda tener el zinc en polvo (mayor cinética y extracción). CONCLUSIONES o o o VI.Sol. Se determinó la eficiencia y parámetros que rigen a cumplirse en este proceso. OBSERVACIONES Se utilizó como concentración de ácido 10g/L la cual nos indica que el tiempo de cementación debe aumentar.31 gr Ejemplo para grupo 3 Ley de cemento= IV. Pero Posible . En el caso de la cementación con el uso de agitadores seria beneficio usar un recipiente que contenga deflectores para un mejor flujo de la solución con la chatarra.97 gr/Lt 2. No se llegó a consumir toda la chatarra. 51. En las hélices del agitador queda pegado cobre sólido al finalizar el experimento.1 g Se evaluó la cementación de cobre como proceso alternativo para obtener un metal Al ácido sulfúrico reacciona con el hierro para sulfatarlo y hacer más fácil la cementación del cobre.92 56. se tornaba cada vez más clara. La concentración de ácido en el PLS disminuía lentamente los primeros 15 minutos de agitación. ¿Es posible técnica y económicamente efectuar la cementación de cobre con zinc en polvo? ¿Por qué? Si es posible ya que el Zinc tiene mayor potencial de oxidación que el cobre por lo que este tiende a oxidarse. Inicial 4200ml 1. ya que el Fe es más barato y fácil de conseguir. como el ácido. 2. 5.25 a 2.85 63. 3. extraídos de instrumentos o aparatos inservibles. Acidez de H2SO4 vs Tiempo b. sulfatos de zinc. sino que también hay consumo de otros interferentes. por lo que en la mayoría de procesos de cementación se utiliza Fe. La diferencia se da ya que en la solución del PLS no solo existe CUSO4. Eficiencia de cementación vs Tiempo A.88 Kg.económicamente no lo es. son Fe. Acides Vs tiempo . Cu en el barren vs Tiempo c. ¿Cuál es el consumo teórico de fierro en Kg por Kg de cobre recuperado y cuál es el consumo industrial? ¿Por qué esta diferencia? Consumo técnico de fierro Kg de fierro Kg de Cobre = 55. este consumo varía entre 1.54 = 0. Fierro por cada kilogramo de Cobre recuperado (precipitado). Consumo Industrial. SiO2 y Zinc. Al2O3.5 kg de fierro por cada kilogramo de cobre precipitado. esto porque es mas rentable. ¿A nivel industrial que tipo de chatarra se utiliza? Chatarras compuestas de hierro. 4. ¿Qué contaminantes o impurezas contienen el cemento de cobre obtenido? Los contaminantes e impurezas que suelen estar juntos con los cobre. etc. Estime como serian las curvas que se obtendrían al plotear: a. Consumo de ácido 16 14 12 10 Consumo de ácido 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 B. Eficiencia Vs tiempo . Eficiencia de Cemento 80 70 60 50 Eficiencia de Cemento 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 C. Cobre en el barren Vs tiempo . lo que permite el escurrimiento de las soluciones desde una punta hacia la otra. Describir los siguientes tipos de equipos que se emplean en la concentración a nivel industrial: a. manteniendo un contacto permanente con la chatarra. De esta forma y por efecto de la pendiente de la batea. y desde el extremo de mayor altura. se requiere un .Barren Vs Tiempo 12 10 8 Barren Vs Tiempo 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6. Cabe recordar que por efectos de eficiencia del sistema. En cada una de las bateas se adiciona permanentemente chatarra de hierro. las soluciones escurren hacia el extremo de menor altura. La base de estas bateas tiene una pendiente de 2%. logrando que se produzca la cementación. se alimentan en forma continua las soluciones ricas en cobre. Canaletas: se basa en el uso de recipientes o bateas hechas de hormigón con fondo de madera. debido a la contaminación con chatarra. internamente. Lleva este estanque en su interior un cono invertido con pendiente hacia el centro. El aparato consiste de un estanque de unos 4 metros de diámetro y de unos 7 metros de altura. dentro del cual se encuentra montado un cono invertido de 3 metros de diámetro y 3 metros de alto. También de acero inoxidable. Su capacidad alcanza a los 33 metros cúbicos y tiene un eje inclinado a unos 25 grados por encima de la horizontal.flujo continuo y una velocidad de escurrimiento suficiente para que el consumo de chatarra no aumente. el reactor cuenta con los mecanismos necesarios para rotar lentamente sobre el eje a unas 0. El estanque exterior tiene en su fondo. una pendiente de 45º desde uno de sus lados hacia el otro opuesto. Precipitador cónico Kennecott: Este tipo de equipo fue desarrollado por la kennecott Copper Co. La recuperación de cobre mediante este sistema alcanza alrededor de un 80 – 85%. obteniéndose un producto bastante sucio. con lo que el cobre depositado se despega continuamente. cerrada y con un extremo semi-esférico. generando nuevas superficies de precipitación y pudiendo así alcanzar grandes rendimientos. y en Mantos Blancos desde 1991 a 1996. Cada reactor de estos equipos está formado por una botella de acero cilíndrica. Las extracciones de . fueron utilizados en la Mina La Cascada entre los años 1972 y 2000. similar a la rotación que mantienen los camiones que transportan cemento. es que logran mantener la chatarra en movimiento permanente. La gran ventaja de estos reactores en relación al uso de las bateas. b. c. En Chile.3 rpm. Tambores giratorios: Estos equipos fueron desarrollados en Alemania en la década del 60. cuya parte inferior es de acero inoxidable cerrado. Hacia mediados de la década de los `60. ya que a mayor tiempo de cementación. aumenta considerablemente los requerimientos de chatarra. A su vez. y se les conoce como "falltrommels". y su parte superior consiste en una malla abierta. . 7. Al humedecerse. de diversas dimensiones. por la existencia de magnesio y calcio. En su interior. y así ablandan las soluciones duras. ¿Qué otra aplicación de la cementación se procesos metalúrgicos? Explique conoce en los Existe otra aplicación en la que se utiliza la cementación. colocados uno al lado del otro. correspondiente a una vuelta por cada 3 a 5 minutos. generando un sello perfecto para el líquido contenido. inicialmente hechos de madera y con sistemas de movimiento similares a los de un molino de bolas. pero horizontales. En el manto del cilindro se ubica una compuerta para efectuar el relleno de chatarra cada vez que se inicia un nuevo turno. con el sentido de la fibra orientada hacia el interior del reactor. similar a la del eucaliptus.cobre son superiores a 95% y presenta un producto con un mínimo de contaminantes. Su funcionamiento se basa en que las pequeñas partículas con gran área superficial que extraen el magnesio y calcio y liberan iones sodio. esta aplicación es la cementación por medio de resinas sólidas. los cilindros presentan un sistema de protección basado en tacos de madera de fibra larga. Molinos vibratorios: Reactores cilíndricos. en la que su función es de ablandar el agua. que giran sobre su eje a una frecuencia muy baja. d. la madera se hincha.