UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERINGENIERÍA METALÚRGICA

LABORATORIO DE METALURGIA EXTRACTIVA IIPRÁCTICA: LIXIVIACIÓN DE MINERALES POR PERCOLACIÓN

OBJETIVOAl finalizar la práctica el estudiante habrá adquirido un conocimiento práctico del proceso de lixiviación por percolación a nivel de laboratorio y estará en capacidad de interpretar los resultados experimentales para evaluar el efecto de algunas variables sobre la eficiencia del proceso. La eficiencia se medirá mediante el cálculo de la disolución del cobre y del consumo de ácido.

EQUIPOS Y MATERIALES

Columnas de percolación con capacidad de 1 Kg de mineral Bombas peristálticas o de acuario Balanza común Mena de cobre oxidada para lixiviar Ácido sulfúrico. Equipo y materiales para análisis químico de cobre (minerales y soluciones sulfatadas) y de ácido sulfúrico en

solución.

ENSAYOS EXPERIMENTALES

Para determinar el efecto de variables operativas importantes como son el tiempo de lixiviación, la dirección de flujo de la solución lixiviante y la granulometría del mineral, sobre la disolución del metal y el consumo de reactivo, se efectuarán los siguientes ensayos: Ensayo 1: Sin circulación de la solución, mineral triturado a -1/4", 50 horas de lixiviación. Ensayo 2: Circulación ascendente de la solución, mineral triturado a -1/4", 50 horas de lixiviación. Ensayo 3: Circulación descendente de la solución, mineral triturado a -1/4", 50 horas de lixiviación. Ensayo 4: Circulación descendente de la solución, mineral triturado a -100#, 50 horas de lixiviación.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Preparar las columnas de percolación para efectuar los ensayos de lixiviación. 2. Preparar 2 litros de solución lixiviante de H2SO4 al 5% en peso y titularla.3. Por cuarteo tomar y pesar 1 Kg de mena para efectuar cada ensayo.4. Depositar homogéneamente la muestra de mineral en el recipiente de lixiviación.5. Agregar lentamente la solución lixiviante al recipiente donde está el mineral, poniendo a funcionar el sistema de

recirculación de la solución cuando sea el caso. Anotar la hora de iniciación de la lixiviación.6. Observar la coloración del lixiviante al ponerse en contacto con el mineral y a medida que progresa el proceso.7. Tomar muestras de 40 ml de la solución lixiviante así: 2, 15, 25, 40 y 50 horas de iniciada la experiencia. 8. Filtrar y guardar las muestras en recipientes adecuados para análisis posterior del contenido de ácido libre y cobre

disuelto.9. Una vez finalizada la experiencia efectuar la separación sólido-líquido dejando escurrir bien el líquido y medir el

volumen de solución rica obtenida.10. Efectuar 3 lavados con agua a las colas guardando muestras de las soluciones de lavado para análisis de cobre y

ácido. Utilizar por cada lavado 4 volúmenes de líquido retenido por ese mineral (28%). 11. Tomar una muestra de 100 gramos de colas húmedas para determinar por secado el volumen de solución retenida

por esos residuos sólidos.12. Secar y pesar las colas sobrantes y luego tomar una muestra para análisis químico de cobre.

RESULTADOS, CALCULOS Y ANALISIS1. Con los resultados de los análisis químicos efectuar los cálculos para elaborar las gráficas siguientes: a. Acido libre Vs tiempo y Consumo de ácido Vs tiempo b. Cobre disuelto (%) Vs tiempo c. Kilogramos de H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto Vs tiempo.2. Calcular el volumen de solución evaporada.3. De acuerdo a los resultados obtenidos diseñar un sistema simple de lavado de las colas.

4. Con base en la caracterización de la mena y los resultados experimentales discutir la aplicabilidad de la lixiviación por percolación de la mena tratada, teniendo en cuenta tanto factores técnicos como económicos.

5. Conclusiones y recomendaciones.

PREINFORME1. Presentar los cálculos para preparar 2 litros de la solución de lixiviación al 5% en peso de ácido sulfúrico.2. Presentar un resumen sobre: a) Concepto de la lixiviación por percolación en tanques; b) Principales aplicaciones

de este método de lixiviación teniendo en cuenta las características geoquímicas y mineralógicas de las menas.3. Utilizando dibujos describir los tanques utilizados en este tipo de lixiviación. 4. Mediante elaboración de gráficas plantear los resultados esperados para: a) Acido libre Vs tiempo y Consumo

de ácido Vs tiempo; b) Cobre disuelto (%) Vs tiempo; c) Kilogramos de H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto Vs tiempo.

BIBLIOGRAFÍA1. Domic E. Hidrometalurgia Capítulos 7. Santiago de Chile, 2001.2. Haung-Twidwel-Miller (traducción: Chia Aquije) Hidrometalurgia I y II, Editorial San Marcos, Perú, 1990.3. Pedraza J. E. Apuntes de clase, Capitulo 5. 4. Wadsworth M. E and Davis F. T., (Editors); Unit Process in Hydrometallurgy; Vol 24; Metallurgical Society

Conferences, AIME; 1964.

JULIO E. PEDRAZA R.Profesor

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERINGENIERÍA METALÚRGICA

LABORATORIO DE METALURGIA EXTRACTIVA IIPRÁCTICA: LIXIVIACIÓN DE MINERALES A PRESIÓN

OBJETIVOAl finalizar la práctica el estudiante habrá adquirido conocimiento sobre el diseño, construcción y funcionamiento de un reactor a presión (autoclave) de laboratorio, realizando una lixiviación con mineral y solución lixiviante de las mismas características utilizadas en las prácticas anteriores con el fin de comparar el rendimiento de este tipo de lixiviación.

EQUIPOS Y MATERIALES Autoclave de laboratorio para usos metalúrgicos Balanza común Filtro para pulpas de lixiviación Lupa binocular Mena de cobre oxidada (1 kg), molida a -100 # Tyler Acido sulfúrico Cilindro de O2 Equipo y materiales para análisis químico de cobre (en minerales y en soluciones de ácido sulfúrico) y de

ácido sulfúrico (solución acuosa).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Preparar 1 litro de solución de H2SO4 al 5% en peso y titularla.

2. De acuerdo con la capacidad del autoclave preparar una pulpa del 30% de sólidos con la mena de cobre y la solución de ácido sulfúrico.

3. Preparar el autoclave para efectuar el ensayo de lixiviación.4. Depositar la pulpa en el autoclave (agregar la pulpa en el vaso de vidrio especial para el autoclave).5. Cerrar completamente el reactor.6. Subir la temperatura del autoclave a 110C.7. Colocar una presión de O2 en un rango de 20 - 30 psi e iniciar la agitación.8. Tomar muestras de 40 ml de solución a los 5, 10, 15, 30 y 60 minutos después de iniciada la agitación.9. Filtrar y guardar las muestras en recipientes adecuados para análisis posterior del contenido de ácido libre y

cobre disuelto.10. Bajar la temperatura y presión completamente para retirar la pulpa y lavar el autoclave.11. Filtrar la pulpa final y medir el volumen de solución.12. Lavar 4 veces las colas con agua. Cada lavado con 4 volúmenes de líquido retenido (28%).13. Tomar una muestra de 100 gramos de colas húmedas para determinar por secado el volumen de solución retenida

por esos residuos sólidos.14. Secar y pesar las colas sobrantes y luego tomar una muestra para análisis químico de cobre.

RESULTADOS, CÁLCULOS Y ANÁLISIS1. Con los resultados de los análisis químicos efectuar los cálculos para elaborar las gráficas siguientes: a. Acido libre Vs tiempo y Consumo de ácido Vs tiempo b. Cobre disuelto (%) Vs tiempo c. Kilogramos de H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto Vs tiempo.2. Calcular el volumen de solución evaporada.3. De acuerdo a los resultados obtenidos diseñar un sistema simple de lavado de las colas.4. Con base en la caracterización de la mena y los resultados experimentales discutir la aplicabilidad de la lixiviación

a presión de la mena tratada, teniendo en cuenta tanto factores técnicos como económicos.5. Efectuar comparaciones con los resultados de las dos prácticas pasadas.6. Conclusiones y recomendaciones.

PREINFORME

1. Presentar un resumen sobre: a) Concepto de la lixiviación a presión; b) Principales aplicaciones de este método de lixiviación teniendo en cuenta las características geoquímicas y mineralógicas de las menas.

2. Utilizando dibujos describir los equipos utilizados en la lixiviación a presión. 3. Mediante elaboración de gráficas plantear los resultados esperados para: a) Acido libre Vs tiempo y

Consumo de ácido Vs tiempo; b) Cobre disuelto (%) Vs tiempo; c) Kilogramos de H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto Vs tiempo.

BIBLIOGRAFÍA1. Derry R.; Pressure hidrometallurgy : A review; Minerals Sci. Engng., Vol. 4, No 1, 1972, pp.3 - 24.2. Domic E. Hidrometalurgia Capítulos 7. Santiago de Chile, 2001.3. Habashi F.; Recent advances in pressure hidrometallurgy; Paper No. 18, International conference on advances

in chemical metallurgy, january 3-6,1979, pp.1-35.4. Haung-Twidwel-Miller (traducción: Chia Aquije) Hidrometalurgia I y II, Editorial San Marcos, Perú, 1990.5. Pedraza J. E. Apuntes del clase, Capitulo 5. 6. Tikkanen M. H. and Vuoristo E.; Oxidizing pressure leaching of a roasted pyrite concentrate; Unit processes in

hidrometallurgy, AIME, 1963, pp.250-268.

JULIO E. PEDRAZA R.Profesor