TRAMIENTO DEL CRUD Y TRATAMIENTO CON ARCILLAS

La mayoría de los circuitos de SX, muestran evidencia de generación de borras. La misma palabra “crud” se dice que se originó, de su formación en una de las primeras plantas de SX de uranio, en la mina del rio Chalk en Canadá. El crud se formó en el orgánico de la planta y fue descrito como (Chalk River Unindentified Deposit = Depósito no identificado del Rio Chalk), cuya abreviatura originó la palabra CRUD y se le identifica con el siguiente acróstico:

orgánica

El Crud aparece siendo una emulsión sólida estabilizada, que se forma en muchas plantas de extracción por solvente. Está constituido de sólidos, de orgánico del circuito y de fase acuosa del circuito, ya sea solución de lixiviación o electrolito, dependiendo de donde se forme el crud. El crud o borra puede ser:

• Preferentemente mojado por orgánico y principalmente localizado en la fase orgánica

• Preferentemente mojado por acuoso y principalmente localizado en la fase acuosa

• Mojado por ambas fases y localizado en la interfase orgánico acuoso Para formar crud, los sólidos deben estar presentes en el acuoso. Estos pueden ser:

• Sólidos suspendidos, derivados de la lixiviación, por ej., sólidos suspendidos, no clarificados de una lixiviación por agitación, polvo ambiental trasportado a las lagunas y estanques, agua lluvia sucia arrastrada a lagunas y pozos, finas partículas lavadas de la pila o producidas por acción química en las pilas. • Precipitados sólidos derivados de especies disueltas que permanecen en la

laguna de PLS o en estanques de almacenamiento, pero que precipitan en la interfase orgánica acuoso durante la extracción por solvente. Esta precipitación, puede deberse a cambios químicos, ejemplo, baja de pH o un aumento de concentración de ciertas especies disueltas en la interfase, cuando ocurre la extracción de metal.

El crud se forma cuando la especie orgánica, se adsorbe en los sólidos presentes en las soluciones acuosas de la planta SX. El mecanismo de absorción de orgánicos en sólidos, casi irrevocablemente involucra enlaces de hidrógeno.

La cantidad de sólidos requeridos para provocar la formación de borras, es variable dependiendo del tipo de sólidos y de sus características de mojado. A menudo el peso de los sólidos, aislados desde las borras es muy pequeño. Al mismo tiempo hay algunas plantas, donde el contenido de sólidos del PLS es relativamente alto, en cambio la formación de borras es baja. En estas plantas la mayor parte de los sólidos

C ʊ VERY COMMON = MUY COMUN

R ʊ RARELY FATAL = RARAMENTE FATAL

U ʊ UGLY TO LOOK AT = FEO DE MIRAR

D ʊ DIFFICULT TO COMPLETELY CURE = DIFICIL PARA CURARSE

76 pasa directamente, a través de la sección extracción de la planta de SX y sale con el refino. Típicamente estas plantas corren E1 con continuidad orgánica y los sólidos son mojados por el acuoso.

Tanto las oximas como los modificadores, contienen grupos OH capaces de enlazar H a grupos de oxigeno en los sólidos. Algunos puntos que han emergido de los estudios del crud por Cognis son:

• Las oximas cargadas de cobre no son tan activas en la interfase orgánico – acuoso y tienen poca tendencia a adsorberse en sólidos.

• Las oximas descargadas, son activas en la interfase orgánico – acuoso y tienen mayor tendencia a adsorberse en sólidos

• Los modificadores, son activos en la interfase sólido – líquido y también en la interfase líquido – líquido

• Los modificadores, en una fase orgánica, deprimen la adsorción de oximas descargadas y cargadas, esto es, compiten con las oximas por su adsorción en sólidos.

• Los modificadores, tienden a aumentar la formación de borras en extracción. • Los modificadores, tienden a aumentar los arrastres

Los modificadores típicos, son alcoholes, fenoles y esteres, todos los cuales se adsorben en sólidos y contribuyen a la formación de crud. En algunos casos un modificador puede mostrar una menor tendencia que otro, a promover borras, pero en todos los casos que Cognis ha estudiado, un reactivo modificado, siempre muestra mayor generación de crud, que uno no modificado. Los reactivos modificados siempre tienen bastante modificador disponible en la etapa E1, para adsorberse en sólidos que ingresan al circuito y que ayudan a la formación de borras.

Los reactivos no modificados, como el LIX 984N y el LIX 973N, no contienen modificadores. Puesto que ambos componentes, aldoximas y cetoximas en estos reactivos cargan cobre, su actividad interfacial, particularmente en la interfase sólido- líquido, es mínima en la forma de orgánico cargado. Esto se ve más rápidamente en la etapa E1. Por esta razón, estos reactivos típicamente exhiben menor formación de crud, que los reactivos modificados. Esto se refleja en el menor consumo por tonelada de cobre producido, de los reactivos no modificados, comparados con los modificados La formación de crud no siempre es algo negativo y hay gente que considera que una baja capa de crud interfacial, promueve la separación de fases y reduce los atrapamientos. Los problemas con el crud aparecen:

1. Cuando este se mueve en el circuito

2. Cuando esta formación de borras requiere que el circuito sea limpiado muy a menudo, o

La remoción de crud de un circuito, es una labor intensiva que puede ocasionar desestabilizaciones en el circuito.

Tratamiento de las Borras

La mayoría de las plantas de SX consideran un estanque para el tratamiento de borras, que posee un agitador de baja intensidad y salidas a distintos niveles del estanque. El crud ya sea se succiona desde la interfase fuera del decantador o se hace rebasar fuera del decantador, levantando la interfase orgánico acuoso. El crud es luego bombeado o trasladado por gravedad, hacia el estanque de tratamiento de las borras. En el estanque de tratamiento se le hace la ruptura a las borras, usando una combinación de:

• Agitación suave, o

• Mezcla con exceso de diluyente o una solución acuosa ácida. (Se pueden hacer pruebas de laboratorio en vasos, para seleccionar la solución más efectiva para la ruptura del crud)

A la dispersión rota del crud se le deja decantar, para remover las soluciones relativamente claras de orgánico y acuoso, usando las salidas laterales del estanque. A veces persiste crud flotando y se deben usar las salidas de bajo nivel, para remover las soluciones orgánica y acuosa.

Otro método de tratamiento, deriva el crud decantado a un filtro de tambor con pre capa de algún medio filtrante y arcilla. El filtrado se deja decantar y se recupera el orgánico.

Recientemente apareció y se encuentra disponible una nueva centrífuga horizontal, que permite tratar las borras, entregando 3 productos, una corriente de acuoso relativamente libre de orgánico, una corriente de orgánico relativamente libre de acuoso y una fase sólida semi seca. Este nuevo tipo de centrífuga permite tratar crud con un mínimo de problemas, mientras que las centrífugas de diseño antiguo necesitaban frecuente y costosa mantención.

Cognis recomienda firmemente que los orgánicos recuperados de las borras sean tratados con arcillas, antes de retornarlos a la planta.

Tratamiento de Arcilla

Durante la operación de un circuito de SX, la fase orgánica se contamina con substancias como surfactantes, que aumentan los tiempos de separación de fases y los arrastres; decrece la cinética y también la selectividad Cu/Fe. El tratamiento de la fase orgánica con arcillas usualmente removerá los contaminantes y reestablecerá sus propiedades perdidas.

El tratamiento con arcillas, es un simple proceso en el que el orgánico descargado, exento de acuoso, se contacta vigorosamente con arcilla del tipo bentonita seca y activada con ácido, durante 1 a 5 minutos. La arcilla es luego filtrada de la fase orgánica, habiendo sido usada con dosis recomendada, inicialmente de 1 % peso/volumen. Si esa dosificación opera bien, se pueden ensayar menores dosificaciones. Ahora, si un 1 % ayuda, pero no devuelve al orgánico su

78 comportamiento óptimo, se puede probar una dosis mayor de arcilla. Para determinar si un tratamiento de arcilla va a mejorar el comportamiento del orgánico, se debe medir los tiempos de separación de fases, la cinética de extracción y la selectividad Cu/Fe del orgánico sin tratar y el tratado con arcilla, usando una prueba standard de comportamiento. Nota: Evite tiempos de contacto prolongados (1 hora o más) ya que estos pueden resultar en una adsorción de la oxima en la arcilla, que desplaza los contaminantes.

Equipamiento y Soluciones para las Pruebas Standard

Se necesitan una eficiente cámara o depósito de mezcla y un mezclador. El equipo usado para el procedimiento de Control de Calidad de Cognis, trabaja bien pero se pueden usar otros equipos, si aquel no estuviera disponible. Las soluciones de extracción y reextracción de Control de Calidad de Cognis, también se usan en las pruebas. Si estas no están disponibles, se pueden usar PLS y electrolito pobre que se sabe están libres de contaminantes.

Cuando se muestrea la dispersión para determinar cinética, es importante que no se produzca una mezcla adicional. Se debe usar un tubo largo cilíndrico, para el muestreo. Algunos dispositivos satisfactorios para el objeto de muestrear pueden ser una pipeta volumétrica de 10 ml con el extremo cortado o una pipeta serológica de 10 ml con la succión de muestra a través de su extremo largo.

Antes y después de cada prueba, todo el equipo debe enjuagarse varias veces con agua, seguido por metanol y acetona y completamente secado antes de volver a usar nuevamente.

Procedimiento de Prueba de Extracción y Reextracción

Colocar 350 ml de fase orgánica descargada, en el depósito de prueba y ajustar el impulsor de modo que esté posicionado justo debajo de la superficie de orgánico, regular velocidad del impulsor a 1750 ± 25 rpm y luego, después de 5 segundos, agregar 350 ml de a fase acuosa de extracción. Se pone en marcha un cronómetro al final de los 5 segundos de adición del acuoso. A los 29 segundos retire suavemente alrededor de 10 – 15 ml de muestra de la emulsión del vaso de prueba en agitación y deje drenar la muestra en un pequeño vaso o en un embudo separador. Después de que las fases se han separado, filtre la muestra de orgánico a través de un papel filtro Whatman PS 1 de separación de fases, rotular como muestra E30 y guárdela para análisis.

Continúe mezclando por un total de 300 segundos, en cuyo momento se detiene el agitador y el cronómetro rápidamente se resetea y pone en marcha. Determine el tiempo requerido para la completa separación de las fases. La separación de fases se considera completa cuando queda solo una monocapa de burbujas en la interfase. Muestrear la fase orgánica, filtrar la muestra a través de un papel filtro Whatman 1 PS o equivalente, rotular como muestra E300 y guardar para análisis. Las fases orgánica y acuosa de la prueba de extracción anterior, se separan en embudo separador (descartando la fase acuosa) y luego 325 ml del orgánico cargado se transfieren a una probeta graduada. Asegurándose de no transferir acuoso con el orgánico, filtre si es necesario. A continuación agregue 325 ml de acuoso de reextracción a un depósito de

prueba limpio. Ajuste la posición del impulsor como se describió anteriormente y empezar a agitar a 1750 ± 25 rpm, después de 5 segundos agregar el orgánico cargado y poner en marcha el cronómetro inmediatamente después de la adición del orgánico. A los 29 segundos, retirar suavemente 10 – 15 ml de muestra de la superficie de la emulsión en el depósito de prueba y drenar en un pequeño vaso o embudo separador. Filtre la fase orgánica a través de papel filtro Whatman 1 PS o equivalente y rotule como muestra S30. Continuar agitando por un total de 300 segundos, detener el agitador y dejar separar las fases midiendo el tiempo de separación como se describió anteriormente. Muestrear la fase orgánica, filtrar la muestra de orgánico a través de filtro Whatman 1PS o equivalente, rotular como muestra S300 y guardar para análisis. Las muestras de orgánico E30 y E300 de extracción y S30 y S300 de reextracción se ensayan por Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS) por Cu; las muestras E300 y S300 también se ensayan por Fe; los procedimientos para determinar cobre y fierro usados por Cognis Corporation están disponibles a pedido.

Cálculos

1. Cinética de Extracción, % = E30 Cu / E300 Cu x 100

2. Selectividad de Extracción Cu / Fe = E300 Cu / E300 Fe

(E300 Cu – S30 Cu) x 100 3. Cinética de Extracción % = (E300 Cu – S300 Cu)

Recomendaciones cuando se haga Tratamiento de Arcilla en la Planta

1. No agregar exceso de arcilla, pues esta puede remover oxima. También algo de orgánico se perderá como humedad orgánica en el queque filtrado de arcilla. Mientras mayor es el volumen de arcilla usado, mayores serán las pérdidas asociadas de orgánico.

2. No intente recuperar extractante, que ha quedado en el queque de la filtración, enjuagando con diluyente. Esto puede quitar algunos contaminantes por lavado.

3. Trate todo orgánico que se sospeche estar dañado, antes de volverlo al circuito, por ej. orgánico recuperado de un sumidero, de derrames, del crud, de un coalescedor o de la laguna de refino.

4. Recuerde que puede haber unas pocas ppm de fierro en la arcilla, que se cargarán en la oxima durante el tratamiento con arcilla. El orgánico tratado con arcilla debiera devolverse al vertedero de orgánico descargado, después de cualquier prueba de Control de Calidad del orgánico tratado con arcillas.

80 Conclusiones

Muchas plantas tratan el orgánico en forma regular, de modo que se mantenga en un rango de 45 a 60 segundos en las pruebas standard de separación de fases. No existen ventajas, y más bien puede ser desventajoso tener tiempos de separación de fases demasiado rápidos para el orgánico del circuito.