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hidrometalurgia
Aplicações específicas de lixiviação
(ácida, básica, salina, etc)
• Lixiviação de metais
• Lixiviação de minérios na forma de óxidos
• Lixiviação de minérios na forma de sulfetos
14/8/18
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hidrometalurgia
http://ecycle.com.br/component/content/article/37-tecnologia-a-favor/1539-pesquisadores-descobrem-novo-metodo-de-extracao-de-ouro.html
1 grama = R$ 146,10
(cotação 13/8/18)
Barra padrão 250 gramas
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Chart
of
the t
op 1
0 g
old
pro
ducin
g c
ountr
ies
Ranking Country 2012 Output (Tons)
% World Production
1 China 403 14.9%
2 Australia 250 9.3%
3 USA (Nevada) 230 8.5%
4 Russia 205 7.6%
5 South Africa 170 6.3%
6 Peru 165 6.1%
7 Canada 102 3.8%
8 Indonesia 95 3.5%
9 Uzbekistan 90 3.3%
10 Ghana 89 3.3%
Rest of the world 901 33.3%
World gold production 2700
min
e-e
ng
ineer.
co
m/m
inin
g/.
../c
ya
nid
e_
leac
h.h
tm
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Lixiviação do ouro e da prata
hidrometalurgia
Agentes lixiviantes: Cianeto de sódio, água régia, tiuréia,
tiossulfatos, etc
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Schematic representation of
the dissolution of gold in
cyanide solution (Habashi)
Lixiviação do ouro e da prata com cianeto - teoria
laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242
aqaqS NaOHCNNaAuOHNaCNAuaql
2242 222
Reações
hidrometalurgia
(Habashi)
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Reatores utilizados na lixiviação do ouro
Lixiviação de Metais - hidrometalurgia hidrometalurgia
• tanques Pachuca
• Tanques com agitação mecânica
Tanques Pachuca
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Gold and silver recovery by cyanidation (Habashi)
Lixiviação de Metais - hidrometalurgia hidrometalurgia
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Efeito da concentração de cianeto na lixiviação do Au e da Ag - Habashi
laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242
Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata hidrometalurgia
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Efeito da pressão de oxigênio e concentração de NaCN na velocidade de
dissolução da Ag.
laqlaqS OHNaOHCNNaAgOHONaCNAgaqg 22222 22242
Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
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Efeito da temperatura na velocidade de dissolução do Au em solução
de KCN a 0,25%
laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242
Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
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Exercício
Em um tanque, com agitação mecânica, foram colocados 1 tonelada de minério de
ouro e 3 toneladas de solução de cianeto de sódio 0,010% em massa. O sistema
reacional foi mantido até atingir o equilíbrio químico. Responda.
a) Tem reagente em excesso? Se tem,quanto?
b) Qual a massa do sal de ouro produzida?
c) Qual a massa de rejeito sólido (base seca)? (suponha que somente o ouro do
minério foi lixiviado.
d) Faça um desenho esquemático do reator
Dados:
Minério de ouro: 500 gramas de Au por tonelada de minério.
O minério consiste de ouro e quartzo. Au = 197, Na = 23, C = 12, N = 14, O = 16, H = 1
laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242
aqaqS NaOHCNNaAuOHNaCNAuaql
2242 222
aqlaqS NaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg
44284 222 )(
51,26 g de NaCN
690,36 g do sal
999,5 kg de rejeito
Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
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Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
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Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
Lixiviação do ouro com tiossulfato
Estudo de um artigo
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Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata
Reação química entre a solução de tiossulfato com ouro
4 Au + 8S2O3 2- + 2H2O + O2 → 4Au(S2O3)2
3- + 4OH-
Figura 1. Modelo de lixiviação do ouro com solução de tiossulfato amoniacal
XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 68(1),
061-068, jan. mar. | 2015
![Page 18: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/18.jpg)
Lixiviação do ouro com tiossulfato
Figure 1 - Flowchart with steps of the work..
![Page 19: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/19.jpg)
Lixiviação do ouro com água régia
https://mundoquimico.com.br/agua-regia/
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
Teste 1
30 g PCB
Água régia (1/20)
Agitação magnética
60°C
2 horas
Licor foi analisado por AA
Teste 2
PCB
Cianeto de potássio 6-8% (1/20)
pH 12,5
Imersão
25°C
2 horas
Licor foi analisado por AA
Teste 3
PCB
Tiossulfato de sódio - Na2S2O3
Tiossulfato de amônio – (NH4)2S2O3
Solução de NH4OH
Solução de CuSO4
Solução H2O2
pH 9.0 - 11.5
25°C
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
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Lixiviação do ouro com tiossulfato
![Page 24: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/24.jpg)
Lixiviação do ouro com tiossulfato
These results demonstrate that more studies are
necessary, using other parameters and different
solution concentrations to increase the efficiency of the
leaching process.
REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 68(1), 061-068, jan. mar. | 2015
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Lixiviação de Minérios na forma de
Óxidos
hidrometalurgia
16/8/18
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Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos
2 grupos de
óxidos
• Óxidos simples: (CuO – tenorita; Al2O3 – bauxita;
UO2 – uranita; ZnO – zincita)
• Óxidos mixtos ou complexos: (Cr2O3.FeO – cromita;
TiO2.FeO – ilmenita;
WO3.FeO – volframita)
3 maneiras de se
fazer a lixiviação
• Sem agentes oxidantes (CuO, SnO2, Al2O3, Al(OH)3)
• Com agentes oxidantes (U3O8, UO2, FeO.WO3, CaO.WO3)
• Com agentes redutores (MnO2)
hidrometalurgia
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Lixiviação da bauxita
• NaOH
• H2SO4
Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos
Exemplo de lixiviação sem agentes oxidantes
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Bauxita
• Descoberta em 1821 – Les Baux - França
• Minerais de alumínio:
• Gibbsita Al(OH)3
• Diásporo AlO(OH)
• Boemita AlO(OH)
• Minerais acessórios:
• de ferro
• argilosos
• ilmenita
• sílica
• Bauxitas economicamente aproveitáveis • Teores de Al2O3 acima de 30%
Matéria-prima para produção industrial do Al2O3 e alumínio primário
Brasil: 3ª maior
reserva mundial
Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Principais minerais encontrados na bauxita:
• Gibbsita - Al(OH)3,
• Boehmita - -AlOOH
• Diásporo - α-AlOOH
• Quartzo – SiO2
• Goethita - FeO(OH)
• Hematita – Fe2O3
• Caulinita - Al2Si2O5(OH)4
• Argilas - (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,H2O]
• Ilmenita – FeO.TiO2
• Anatásio – TiO2
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Fonte: CETEM
Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Mina de bauxita
Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Table 3-4. Composition of typical bauxite (Habash)
Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Processo Bayer
Lixiviação da bauxita com hidróxido de
sódio
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Um dos processos hidrometalúrgicos mais importante
Processo Bayer
Fonte: CETEM
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Fonte: CETEM
Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Influencia dos minerais gibbsita, boemita e diásporo nas
condições de lixiviação da bauxita - Processo Bayer
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Relação minério/Al2O3/Al
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Processo Bayer
t = 5 horas
P = 4-8 atm
T = 100-250°C
Al2O3(s) + 2NaOH(aq.) 2NaAlO2(aq.) + H2O(l)
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Composições típicas de uma bauxita, da lama vermelha e da aluminas
calcinada
Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Lixiviação da bauxita com ácido sulfúrico
Reação: Al2O3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(Aq) + 3H2O(l)
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Fluxograma do processo de produção do sulfato de alumínio a partir da
bauxita - https://www.ipen.br/biblioteca/cd/cbc/2005/artigos/49cbc-19-14.pdf
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Aplicações do sulfato de alumínio
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/sul
fato-aluminio.htm
• Tratamento de água potável
• Tratamento de efluentes
• Limpeza de piscina
• Indústria de papel
• Indústria do couro
• Medicamentos
Preço: R$ 10 a R$ 20/kg
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Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita
Exercício
Calcular a massa de ácido sulfúrico 96% necessária para
reagir com 1 tonelada de bauxita que contém 50% de Al2O3
contido. Há outros minerais que reagem com ácido sulfúrico e
para compensar esse consumo adicional são adicionados 20%
de excesso desse ácido. Qual a massa de sulfato de alumínio
formada, supondo que todo Al2O3 contido reagiu?
Resolvido na sala de aula
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Lixiviação da schelita ou da wolframita - CaO.WO3 ou FeO.WO3
Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos
Com agentes oxidantes
21/8/18
Exemplos
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hidrometalurgia
![Page 47: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/47.jpg)
a) Produtos de tungstênio
• Metal - 10% do consumo
• WO3 – amarelo limão – pigmento para cerâmicas
• CaWO4 e MgWO4 – pó brando do revestimento interno dos
bulbos de lâmpadas fluorescentes
• Bronzes (Cu+Sn+outros) de tungstênio usados na fabricação
de tintas
• Na2WO4 e K2WO4 – indústrias do couro
• Na2WO4 e K2WO4 – precipitação de proteínas sanguíneas
(técnica de Folin-Wu)
• Na2WO4 e K2WO4 – dosagem gravimétrica do cálcio - (CaWO4)
hidrometalurgia
Aplicações
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Tungstênio metálico
• Lâmpadas incandescentes
• Ponta da caneta esferográfica
Ligas de tungstênio
• W-Re • catalisadores
• Termopares
• Aços especiais - ferramentas
Cerâmicas
• WC
Ni-W - refinarias
hidrometalurgia
Aplicações
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hidrometalurgia
Tungstênio
CaO.WO3
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hidrometalurgia
Tungstênio
![Page 52: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/52.jpg)
hidrometalurgia
Tungstênio
Processos de produção do tungstênio
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Lixiviação da scheelita
Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
Tungsten: Today’s Technology
Raj P. Singh Gaur
• Lixiviação ácida
• Lixiviação alcalina
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Lixiviação alcalina da
scheelita ou da
wolframita
Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
Tungsten: Today’s Technology
Raj P. Singh Gaur (NH4)10(H2W12O42).4H2O
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Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos
CaWO4(s) + 2HCl(aq) H2WO4(s) + CaCl2(aq)
H2WO4(s) + 2NH4OH(aq) (NH4)2WO4(aq) + 2H2O(l)
hidrometalurgia
Lixiviação ácida da
scheelita ou da
wolframita
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Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
Lixiviação ácida da
scheelita ou da
wolframita
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Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
Lixiviação ácida da scheelita ou da wolframita
Exercício
Um concentrado de Scheelita possui 86,9 % em massa de CaWO4. Além disto, o
concentrado possui 2 % de óxido férrico (Fe2O3). Para tratar 1 t deste concentrado,
são utilizados, para a primeira lixiviação, 2 m3 de solução de HCl e, para a segunda
lixiviação, 2 m3 de solução de NH4OH. Qual deve ser a concentração, em mol/L, das
duas soluções para que seja feita a lixiviação da Scheelita? Considerar que a
concentração das soluções deve ser 10 % maior do que o valor estequiométrico nos
dois casos.
Dados: Massas molares: W: 184 g/mol; O: 16 g/mol; Fe: 55,8 g/mol; Ca: 40 g/mol; Cl: 35,5 g/mol
N: 14 g/mol; H: 1 g/mol
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Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia
Resolução do exercício
![Page 59: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/59.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos
hidrometalurgia
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Minérios sulfetados
importantes
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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• Uma grande quantidade de metais são encontrados na natureza na forma
de sulfetos.
• Os tratamentos de minérios sulfetados era até bem pouco tempo feito via
pirometalurgia
• A hidrometalurgia dos minérios sulfetados é mais recente
• Os métodos de lixiviação de minérios sulfetados pode ser dividido em 2
grupos:
1- Na ausência de agentes oxidantes
2- Na presença de agentes oxidantes
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
Vamos estudar o seguinte artigo
![Page 63: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/63.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
Fe3+(aq) Cu2+(aq)
Casca
CuSFeS
Fe2+(aq)
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
![Page 65: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/65.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
![Page 66: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/66.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
![Page 67: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/67.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
![Page 68: (ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022706/5be367e009d3f233038baa12/html5/thumbnails/68.jpg)
Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
Materiais e métodos
Equipamentos • Balão de vidro de 4 bocas 500 ml
• Agitador magnético
• Chapa aquecedoras
• Regulador de temperatura
• Condensador reto
• Fluxômetro para medida de vazão de O2
Soluções: • Cloreto férrico (agente lixiviante)
• Cloreto de sódio
• NaOH ou HCl – ajuste de pH
Procedimento
• Soluções no reator
• Aquecimento até 95ºC
• Adição do minérios
• Contagem do tempo
Variáveis estudadas
• Tempo (1, 2, 4, 6, 8 e 10 horas)
• Concentração de NaCl (0 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 mol/L
• Concentração de FeCl3 (0,5 – 1,0 – 1,5 mol/L)
Controle do processo e avaliação dos produtos
• Análise do teor de cobre no licor – alíquotas – EAA
• Área específica, porosidade – BET
• Morfologia da superfície – minério – após lixiviação MEV
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
Materiais e métodos
Resultados
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia
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