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