EXTRACCION POR SOLVENTES.

Como es sabido, se emplean tres tipos básicos de extracción por solventes en aplicaciones de la metalurgia extractiva. Estos son:

1. Sistema de asociación de iones. 2. Solvatación.

3. Quelación.

Los sistemas de asociación de iones y solvatación son comunes en la práctica de los procesos de extracción por solventes en uso industrial, mientras que, los procesos de quelación están limitados a la aplicación analítica. El intercambio iónico es terminológicamente sinónimo del sistema de extracción por solventes, los cuales frecuentemente se les denomina procesos de intercambio iónico líquido-líquido.

El extractante, que puede ser una amina orgánica, usualmente disuelto en un diluyente orgánico, es primeramente transformado en un catión orgánico al reaccionar con un ácido presente en la solución acuosa conteniendo el metal, según la reacción:

RxN(org) + H3O+  RNH+(org) + H2O (4.18) Dónde:

RxN = Amina orgánica. R = Radical alkil o aril.

x = Número de grupos (1 a 4).

Este par iónico catiónico en presencia de un ion ácido (Y-) forma una sal de amonio par iónica de la forma:

RxNH+(org) + Y-  RxNH+.Y-(org) (4.19) Esta sal de amonio par iónica disuelta en un orgánico es capaz de intercambiar el anión simple con un anión metal precioso complejo (MYz

n-

). Esto es:

La constante de equilibrio del complejo metálico amina orgánico k está determinado por: {[RxNH+]nMYzn-(org) } {Y-}n k = --- (4.21) [RxNH + .Y-]n [MYz n- ] está representada por:

Morg [RxNH + ]n [MYz n- ] D = --- = --- Mac [MYzn-] Así, la eficiencia de extracción está definida por:

log D = log k + n log [RxNH+.Y-] - n log Y- (4.22) En el caso de iones de Au en soluciones ácidas acuosas en medio cloruro, se produce la siguiente reacción de equilibrio con amina orgánica:

(RxNH+.Cl-)org + (AuCl4)-ac  RxNH+.AuCl4(org) + Cl-ac (4.23) La extracción del oro dependerá de las variaciones de las concentraciones del anión ácido y la concentración de la amina orgánica.

Por consiguiente, la extractabilidad del Complejo de oro dependerá de los siguientes factores:

 Actividad de las varias aminas orgánicas.

 Afinidad de la solución orgánica hacia la especie inorgánica y acidez.

 El grado de sustitución alrededor del átomo de nitrógeno de la molécula de amina.

 Constante dieléctrica del diluyente.

 Velocidad del ion metal.

 La longitud de la cadena del extractante.

Cuando la fase orgánica consiste de una amina de base débil cuya basicidad, con respecto a la extracción del oro, ha sido aumentada mediante la adición de un modificador de óxido fosforoso orgánico, tal como el tri-n-butil fosfato (TBP), todo en un diluyente apropiado. La etapa de cargado de oro puede ser ejecutada a alrededor de 9,5 de pH dependiendo del tipo de amina y la concentración, el tipo de modificador y la concentración y posiblemente el tipo de diluyente.

En algunos casos pueden ser necesarias pequeñas adiciones de ácido a la solución de lixiviación para disminuir el pH a un valor en el rango de 9 a 10 para maximizar el cargado. La reacción de cargado para una amina secundaria puede ser escrita como sigue:

R2NH + H+ + Au(CN)2-  [RNH2+] [Au(CN)2] (4.24) Donde

R = C10 - C12 grupo alquil.

Una buena extracción se alcanza a pH = 9,5 para soluciones alimentadas conteniendo 10 ppm tal como se muestra en la siguiente tabla.

Extracción del oro de soluciones de cianuro con una amina secundaria modificada pH de Equilibrio % de extracción de solución con 10

ppm de oro 9,5 100,00 10,0 87,30 10,5 73,20 11,0 27,10 11,5 11,8

La re-extracción puede lograrse a valores de pH donde la amina desprotoniza, esto es, pH = 12 - 13 o con solución cáustica de casi 0,1 a 0,5%. Las velocidades de reacción de cargado y re-extracción (desorción) son relativamente rápidas y por consiguiente no son necesarios tiempos largos de contacto. La excelente selectividad para el oro sobre otros cianuros metálicos presentes en las soluciones de lixiviación con cianuro, por ejemplo, se ha encontrado el Fe(CN)6

3-

, el Cu(CN)3 2-

etc. lo cual permite la producción de un producto de oro relativamente puro.

En la figura 4.23 se muestra un diagrama de flujo conceptual de esta tecnología, cuya descripción es como sigue: La solución cargada de la pila tiene que ser filtrada si el contenido de sólidos en suspensión es bastante alto para evitar la excesiva pérdida del solvente (debido a la adsorción sobre las partículas sólidas). Además, los sólidos suspendidos promueven la desunión de fase y la formación de productos interfaciales. La solución clarificada es contactada con la fase orgánica fluyendo en contracorriente a la fase acuosa.

El mezclador-sedimentador tiene que ser diseñado adecuadamente para permitir reciclar el orgánico para alcanzar una razón de fase orgánico/acuoso de al menos 1:1. El rafinato o acuoso pobre en oro tendrá que pasar a través de una unidad de coalescencia para limitar la cantidad de orgánico suspendido. Puede utilizarse una unidad de recuperación (scavening) tal como una capa de carbón activado.

El carbón será periódicamente descargado con vapor, de este modo retornar el orgánico al circuito. En el circuito de extracción por solventes, el orgánico cargado es re-extraído con una solución cáustica de 1 a 10% a una razón de flujo de orgánico a acuoso de al menos 10:1 para alcanzar la concentración deseada de valor de oro. La solución cargada de la re-extracción es entonces pasada a una celda electrolítica convencional para la electrodeposición del oro.

Como podemos ver, esta tecnología tiene algunas posibilidades interesantes y de momento se continúa con el proceso de las actividades de investigación y desarrollo.