Lixiviación amoniacal del mineral de cobre tipo crisocola utilizando nitrato de amonio

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(1)Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA. Qu. ím. ica. ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA. UN T. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. “Lixiviación Amoniacal del Mineral de Cobre Tipo Crisocola Utilizando. ría. Nitrato de Amonio”. nie. TESIS. Autores:. In ge. PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO. Br. Francisco Lenin Roldan Alva. Ing. Ernesto Segundo Wong López. bli ot ec a. Asesor:. de. Br. Juan Cesar Urbina Guarniz. Ing. Juan Vega González. TRUJILLO – PERU 2015. Bi. Co Asesor:. 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) ím. ica. JURADO DICTAMINADOR. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. In ge. nie. ría. Qu. Dr. Wilber Loyola Carraza (Presidente). Bi. bli ot ec a. de. Ms. César Díaz Alarcón (Secretario). Ing. Ernesto Wong López (Asesor). 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. DEDICATORIA. A mis queridos padres:. Emperatriz Alva Araujo y Francisco Roldan. ica. Arteaga, porque gracias a su paciencia, apoyo y dedicación hoy logro uno de mis. ím. objetivos a pesar de las dificultades, a ellos dedico lo éxitos que logre alcanzar en. Qu. mi vida y mi carrera.. ría. A mis queridos hermanos:. Martin Roldan Alva y Javier Roldan Alva, por compartir momentos de alegría y. nie. tristeza y por los consejos y el apoyo que alguna vez me brindaron y que me. In ge. brindan para seguir alcanzando mis sueños. Muchas gracias.. A Dios: Por siempre mostrarme la luz al final del les a brindado a mí y a mi familia.. FRANCISCO. Bi. bli ot ec a. de. camino y por todas las bendiciones que. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. A Dios:. UN T. Mi querido padre celestial que me supo,. guiar y durante el transcurso de mi vida. envió a sus ángeles quienes con sus. ím. seguir adelante.. ica. consejos y apoyo me dieron fuerzas para. A mi, madre y hermanos:. Qu. A mi madre, Josefina Guarniz Zavaleta y hermanos, Liz Caro, Rosa Angélica, Marcos Hidalgo y Carlos Edgardo. Por estar en el caminar de mi vida, por ser ese motor que me impulsa día a día, porque de su mano aprendí a no tener miedo y a. ría. no desfallecer aun en las peores condiciones.. nie. Y todas aquellas persona, que dejaron. algo. en. mí.. Por. sus. enseñanzas. Mi gran aprecio para el Ing. Eduardo Segundo González García y al Técnico Jesús Mora, por su apoyo. en el desarrollo de la. presente tesis.. bli ot ec a. .. de. In ge. pasaron a los largo de mi vida, que. A mi padre: Segundo Ismael Urbina Valladares, donde se encuentre, en este espacio inmenso espero que se sienta orgulloso de mí. Y. Bi. de mis futuros éxitos.. JUAN CESAR 3. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ica. AGRADECIMIENTO. En primer lugar, agradezco infinitamente a Dios por ser la razón de nuestra. ím. existencia y que su voluntad llegue a culminar exitosamente mi carrera. Qu. profesional.. Mi sincero agradecimiento a la plana docente de la Facultad de Ingeniería Química que con su gran capacidad y empeño tiene la sagrada tarea de formar nuevos. ría. ingenieros para el país. En especial a los ingenieros Ernesto Wong López y Juan Vega González por su asesoramiento desinteresado en la elaboración de este. Los autores. Bi. bli ot ec a. de. In ge. nie. trabajo.. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ím. SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO CALIFICADOR. ica. PRESENTACION. Qu. Cumpliendo con las normas establecidas en el Reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Trujillo, presentamos a vuestra consideración el presente trabajo de tesis denominado:. ría. “Lixiviación Amoniacal del Mineral de Cobre Tipo Crisocola Utilizando Nitrato de Amonio”, elaborado con la finalidad de obtener el Título Profesional de. In ge. nie. Ingeniero Químico.. Esperamos que el presente cumpla con todas las exigencias propias de un. Bi. bli ot ec a. de. trabajo de Tesis, ya que ha sido elaborado con suma dedicación por los autores.. Br. Francisco Lenin, Roldan Alva. Trujillo, Junio del 2015. Br. Juan Cesar Urbina Guarniz. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. RESUMEN. ica. Se estudió la lixiviación en medio amoniacal, el mineral de cobre tipo. crisocola a nivel laboratorio para determinar la eficiencia de extracción. ím. utilizando el nitrato de amonio como agente lixiviante. Para dicho propósito se consideró las variables de pH, concentración del disolvente, relación. Qu. sólido/líquido y los parámetros como la temperatura, tiempo, tamaño de partícula y la velocidad de agitación, las cuales permanecerían fijas; No obstante, se obtuvo, que a pH 9,5, RS/L 1/10 y [NH3]= 6,6792g/L, velocidad de. ría. agitación 800 rpm, tamaño de partícula -#100(150)micras, W m= 20g, tiempo 5 horas, temperatura y presión ambiental, se obtuvo una recuperación del. In ge. nie. 45,36 %.. Trujillo, Junio del 2015. Bi. bli ot ec a. de. Palabras claves: Lixiviación amoniacal, crisocola, nitrato de amonio.. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ABSTRACT. ica. Leaching was studied in ammonia medium, chrysocolla copper ore type at laboratory level; to determine the extraction efficiency using ammonium nitrate. ím. as the leaching agent. For this purpose variables pH, solvent concentration, solid-liquid ratio and the parameters such as temperature, time, particle size and. Qu. the stirring speed it was felt remain fixed; however, it was obtained at pH 9,5, RS/L1/10 and [NH3]= 6,6792g/L, stirring speed 800 rpm, particle size -# 100(150). nie. recovery was obtained 45,36 %.. ría. microns, W m= 20 g, time 5 hours, temperature and pressure environmental, a. Trujillo, June 2015. Bi. bli ot ec a. de. In ge. Keyword: ammonia leaching, chrysocolla, ammonium nitrate.. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ica. INDICE DEDICATORIA. ím. AGRADECIMIENTO PRESENTACION. Qu. RESUMEN ABSTRACT. CAPITULO I: INTRODUCCION 1.2 Mecanismo de Reacción 1.4 Hipótesis 1.5 Justificación. In ge. 1.3 Objetivos. nie. 1.1 Antecedentes. ría. INDICE. 2 4 5 6 7 8 16 19 27 28 29 29 30. 2.1 Equipos. 30. de. CAPITULO II: MATERIALES Y METODOS 2.2 Materiales. 30 30. 2.2.2 Otros Materiales. 31. bli ot ec a. 2.2.1 Materiales de Vidrio. 2.3 Reactivos. 32. 2.4 Procedimiento. 33 33. 2.4.2 Procedimiento de lixiviación. 36. Bi. 2.4.1 Materiales de Estudio. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 38. 3.1 Influencia de la Concentración NH3. 44. UN T. CAPITULO III: RESULTADOS Y DISCUSION 3.2 Influencia de la Relación Sólido/Líquido. 45. 3.3 Influencia del pH. 46. 47. ica. CAPITULO IV: CONCLUSIONES. Qu. CAPITULO VI: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. ím. CAPITULO V: RECOMENDACIONES. APENDICE. Relación Sólido/Líquido y pH variable.. nie. Análisis de Cobre por Volumetría. ría. Figuras del Porcentaje de Extracción de Cobre a Concentración NH 3,. Análisis de Cal Viva. 48 49 53 54. 62 65 67. Determinación de Humedad. 68. Determinación del Peso Específico. 69. Determinación del pH del mineral. 70. Análisis Químico de la Cabeza, Relaves y Solución. 71. bli ot ec a. de. In ge. Análisis Gravimétrico de Azufre de un Mineral. 73. Determinación de la Densidad Tetraamino de Cobre (II). 74. Ecuación y Desarrollo del Fundamento de Lixiviación de la Tesis. 75. Desarrollo experimental. 77. Balances de lixiviación. 95. Bi. Protocolo de Conminución. ANEXOS. 106 9. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ica. INDICE DE FIGURAS. ím. Figura Nº1.Diagrama potencial pH para el sistemaCu-NH3- H2O a 25ºC.. 25 43. Figura Nº3. Influencia de la [NH3] vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, a malla-#100(150) micras, pH=9,8, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L, 5,560 g/L, 6,672 g/L, respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. 54. Figura Nº4. Influencia de la [NH3] vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, a malla-#100(150) micras, pH=10, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L, 5,560 g/L, 6,672 g/L, respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. 55. In ge. nie. ría. Qu. Figura Nº2.Influencia de la [NH3] vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, a malla-#100(150) micras, pH=9,5, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L, 5,560 g/L, 6,672 g/L, respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. bli ot ec a. de. Figura Nº5. Influencia del pH vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 56 a malla-#100(150) micras, pH=9,5-9,8-10, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L, respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales Figura Nº6.Influencia del pH vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 57 a malla-#100(150) micras, pH= 9,5-9,8-10, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 5,560 g/L respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. Bi. Figura Nº7. Influencia del pH vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 58 a malla-#100(150) micras, pH= 9,5-9,8-10, Rs/L= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 6,672 g/L respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales. 10. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. Figura Nº8. Influencia del RS/L vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 59 a malla -#100(150) micras, pH= 9,5-9,8-10,Rs/L = 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. ica. Figura Nº9. Influencia del RS/L vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 60 a malla -#100(150) micras, pH= 9,5-9,8-10, Rs/L=1/5,1/8,1/10, [NH3]= 5,560 g/L respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. Qu. ím. Figura Nº10. Influencia del RS/L vs % extracción Cu, W m 20 g, vagitación 800 rpm, 61 malla -#100(150) micras, pH= 9,5-9,8-10, Rs/l= 1/5,1/8,1/10, [NH3]= 6,672 g/L respectivamente, tiempo 5horas y a condiciones ambientales. 107. Figura Nº12. Las muestras están en sus respectivos vasos de precipitación 400 ml y cada uno con su muestra de cabeza para su posterior análisis.. 107. nie. ría. Figura Nº11. Muestras del mineral crisocola utilizadas en el proceso, tamaño de partícula malla -#100 tyler.. 108. Figura Nº14. Nitrato de amonio grado fertilizante con Nitrógeno al 33% proveniente de la corporación misti y la cal viva al 69%.. 108. Figura Nº15. Preparación del reactivo lixiviante del NH4NO3 disuelto en agua destila.. 109. Figura Nº16. Adición del agente lixiviante NH4NO3 en el mineral crisocola y de igual manera para los otros vasos restantes. Con distintas relación sólido/líquido 1/5-1/8-1/10.. 109. Figura Nº17. El mineral crisocola, junto al agente lixiviante NH4NO3 a 800 rpm.. 110. Figura Nº18. Lectura inicial del pH=2,89, de la pulpa junto al reactivo lixiviante NH4NO3.. 110. Figura Nº19. A nivel laboratorio la lixiviación en tanque por agitación las concentraciones A, B (exceso del 50%), C (exceso del 80%), las RS/L 1/5-1/8-1/10, solo el pH= 9,50 se mantiene constante.. 111. Bi. bli ot ec a. de. In ge. Figura Nº13. Vasos de precipitación (400 ml) con mineral crisocola con sus respectivos agitadores, con una velocidad de agitación de 800 rpm.. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 111. Figura Nº21. Adicionarle el CaO, se controla el pH= 11,34, se le tiene que agregar HNO3 concentrado para llegar a un pH= 9,50.. 112. Figura Nº22. Adicionar el HNO3cc y el pH= 10,27 se tiene que adicionar más HNO3 concentrado.. 112. Figura Nº23. Al adicionar el HNO3 concentrado, se obtuvo pH= 9,50, mantenerlo hasta que durante 5h y mantenerlo HNO3cc o CaO.. 113. Figura Nº24. Después de la lixiviación se deja reposar, y se va formando tres fases, Cu(NH3)42+, Fe(OH)3 y lo insoluble(silicatos, piritas, tierra).. 113. Figura Nº25. Filtrar, con una bomba de vacío, utilizar papel filtro de filtrado lento.. 114. Figura Nº26. Se observa en el precipitado Fe(OH)3, silicato y piritas, se produce la separación de la solución rica en cobre en forma de Cu(NH3)42+ de color azul intenso.. 114. Figura Nº27. El producto final de coloración azul intenso Cu(NH3)42+ se procede a medir su volumen.. 115. Figura Nº28. El producto final es de coloración azul intenso Cu(NH3)42+ y relave, para luego ser analizado por absorción atómica y volumetría respectivamente.. 115. de. In ge. nie. ría. Qu. ím. ica. UN T. Figura Nº20. La pulpa del mineral de color marrón pasa a verdoso oscuro hasta que termine la reacción, posteriormente, se regresa a marrón y forma el Fe(OH)3,Cu(NH3)42+ más el insoluble.. 116. Bi. bli ot ec a. Figura Nº29. Medición de la solucion rica Cu(NH3)42+ se obtuvo un pH=9,50.. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ím. Tabla Nº1. El análisis químico del mineral. ica. INDICE DE TABLAS. 33 33. Tabla Nº 3. Las variables independientes, concentración del agente. 35. Qu. Tabla Nº2. Propiedades físicas del mineral oxidado de cobre.. disolvente, relación sólido/líquido y pH, donde se muestra en el presente estudio.. ría. las combinaciones de las variables de operación utilizadas 36. Tabla Nº 5. Resultados del porcentaje de extracción de Cu.. 38. Tabla Nº 6 Resultados del porcentaje de extracción de Cu replicas.. 39. Tabla Nº 7 Resultados promediados.. 40. Tabla Nº 8. Niveles de variables pH, S/L, Conc.NH3 (g/L).. 41. Tabla Nº 9. Matriz de datos para el análisis de datos.. 41. Tabla Nº10. Las experimentaciones (1),(2),(3).. 77. Tabla Nº11. Las experimentaciones (4),(5),(6).. 78. Tabla Nº12. Las experimentaciones (7),(8),(9).. 79. Tabla Nº13. Las experimentaciones (10),(11),(12).. 80. bli ot ec a. de. In ge. nie. Tabla Nº 4. Variables fijas de operación.. 81. Tabla Nº15. Las experimentaciones (16),(17),(18).. 82. Tabla Nº16. Las experimentaciones (19),(20 ),(21).. 83. Tabla Nº17. Las experimentaciones (22),(23),(24).. 84. Tabla Nº18. Las experimentaciones (25),(26),(27).. 85. Tabla Nº19. Las experimentaciones (28),(29,(30).. 86. Bi. Tabla Nº14. Las experimentaciones (13),(14),(15).. Tabla Nº20. Las experimentaciones (31),(32),(33).. 87. Tabla Nº21. Las experimentaciones (34),(35),(36).. 88 13. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 89. TablaNº23. Las experimentaciones (40),(41),(42).. 90. UN T. TablaNº22. Las experimentaciones (37),(38),(39). TablaNº24. Las experimentaciones (43),(44),(45).. 91. TablaNº25. Las experimentaciones (46),(47),(48).. 92. TablaNº27. Las experimentaciones (52),(53),(54).. 93. ica. TablaNº26. Las experimentaciones (49),(50),(51).. 94. Balance del lixiviación 1.. TablaNº29. Balance del lixiviación 2.. TablaNº30. Balance del lixiviación 3.. TablaNº31. Balance del lixiviación 4.. TablaNº32. Balance del lixiviación 5.. TablaNº33. Balance del lixiviación 6.. TablaNº34. Balance del lixiviación 7.. TablaNº35. Balance del lixiviación 8.. TablaNº36. Balance del lixiviación 9.. TablaNº37. Balance del lixiviación 10.. 97. TablaNº38 Balance del lixiviación 11.. 97. In ge. nie. ría. Qu. ím. TablaNº28. 95 95 95 95 96 96 96 96 96. 97. TablaNº40 Balance del lixiviación 13.. 97. TablaNº41. Balance del lixiviación 14.. 97. TablaNº42. Balance del lixiviación 15.. 98. TablaNº43. Balance del lixiviación 16.. 98. TablaNº44. Balance del lixiviación 17.. 98. TablaNº45. Balance del lixiviación 18.. 98. TablaNº46. Balance del lixiviación 19.. 98. TablaNº47. Balance del lixiviación 20.. 99. TablaNº48. Balance del lixiviación 21.. 99. TablaNº49. Balance del lixiviación 22.. 99. TablaNº50. Balance del lixiviación 23.. 99. TablaNº51. Balance del lixiviación 24.. 99. TablaNº52. Balance del lixiviación 25.. 100. Bi. bli ot ec a. de. TablaNº39 Balance del lixiviación 12.. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 100. TablaNº54 Balance del lixiviación 27.. 100. UN T. TablaNº53 Balance del lixiviación 26. TablaNº55 Balance del lixiviación 28.. 100. TablaNº56 Balance del lixiviación 29.. 100. Balance del lixiviación 30.. 101. TablaNº58. Balance del lixiviación 31.. TablaNº59. Balance del lixiviación 32.. TablaNº60. Balance del lixiviación 33. TablaNº61. Balance del lixiviación 34.. TablaNº62. Balance del lixiviación 35.. TablaNº63. Balance del lixiviación 36.. TablaNº64. Balance del lixiviación 37.. TablaNº65. Balance del lixiviación 38.. TablaNº66. Balance del lixiviación 39.. TablaNº67. Balance del lixiviación 40.. TablaNº68. Balance del lixiviación 41.. 103. TablaNº69. Balance del lixiviación 42. 103. In ge. nie. ría. Qu. ím. ica. TablaNº57. 101 101 101 101. 102 102 102 102 102 103. 103. TablaNº71 Balance del lixiviación 44.. 103. TablaNº72 Balance del lixiviación 45.. 104. TablaNº73. Balance del lixiviación 46.. 104. TablaNº74. Balance del lixiviación 47.. 104. TablaNº75. Balance del lixiviación 48.. 104. TablaNº76. Balance del lixiviación 49.. 104. TablaNº77. Balance del lixiviación 50.. 105. TablaNº78. Balance del lixiviación 51.. 105. TablaNº79. Balance del lixiviación 52.. 105. TablaNº80. Balance del lixiviación 53.. 105. TablaNº81. Balance del lixiviación 54.. 105. Bi. bli ot ec a. de. TablaNº70 Balance del lixiviación 43.. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ím. INTRODUCCION. ica. CAPITULO I. El cobre es uno de los metales fundamentales para la tecnología actual. El. Qu. contenido de cobre en la corteza terrestre es en promedio del 0,006%, no es frecuente que el cobre se encuentre en la naturaleza como un elemento puro, por el contrario, los minerales de cobre son comunes en la naturaleza.. ría. Los principales países productores de cobre son Perú, Chile y Estados. nie. Unidos [Künkül, A., y otros, 1994; Habashi, F., 1983; Fang, J., y otros, 2008]. Los principales minerales de cobre, se encuentran en forma de sulfuros y óxidos, tales como la calcopirita, bornita, malaquita y crisocola. El 80 - 85%. In ge. aproximadamente del total de cobre metálico producido en el mundo se obtiene pirometalúrgicamente y la diferencia, por hidrometalurgia [Künkül, A. y otros, 1994; Ekmekyapar, A., y otros,1988; Limpo, J., y otros,1992 ]; no. de. obstante, los procesos piro metalúrgicos no son tan atractivos, porque generan grandes cantidades de SO2, contaminan el aire y sus operaciones son más costosas a comparación de la hidrometalurgia, sus instalaciones. bli ot ec a. de un proceso son más rentables, menos costosos y contaminan menos el aire [Ekmekyapar, A., y otros,1988; Habashi, F., 1983; Fang, J., y otros, 2008;. Antonijevic, M., y otros, 2004]. Por la naturaleza del mineral, los sulfuros y los óxidos son tratados por. Bi. procesos pirometalúrgicos y por la hidrometalurgia, respectivamente. Por cuestiones técnicas y económicas no pueden ser tratados directamente, por ello los sulfuros, son concentrados por flotación, para luego extraerse el cobre metálico por procesos piro metalúrgicos. 16. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. También los minerales oxidados de cobre de alta ley, se pueden concentrar. UN T. por procesos de flotación, dándole a la superficie del mineral un carácter de. sulfuro, por la etapa de sulfidricación y logrando su posterior concentración; No obstante, el agotamiento gradual de aquellos depósitos vuelve más. difícil la extracción de cobre por procesos piro metalúrgicos. Como se sabe,. ica. los minerales oxidados de cobre, obtienen la extracción de cobre por procesos hidrometalúrgicos, pero presenta algunos aspectos que no la. ím. favorecen cuando se enfrenta con minerales oxidados de cobre de baja ley, complejos y relaves, que serían considerados como desmonte [Limpo, J., y. Qu. otros, 1992; Habashi, F., 1983; Fang, J., y otros, 2008]. Por lo tanto, la hidrometalurgia busca nuevas alternativas de tratamiento para estos minerales, que carecen de valor comercial con nuevas alternativas de. ría. tratamiento, para recuperar la partícula valiosa y logrando así un aumento. nie. en la producción de cobre metálico en el mundo. Existen varios procesos de lixiviación para minerales de cobre oxidados entre los más importantes esta la lixiviación en pilas o en botaderos, en situ,. In ge. en bateas y por agitación en tanques [Habashi, F., 1983; Fang, J., y otros, 2008; Forward, F., y otros, 1985], este último se aplicará a nivel laboratorio para el desarrollo de la tesis, por contar con todas las exigencias técnicas. de. que se requiere en la lixiviación básica amoniacal. Los minerales oxidados de cobre que contienen el cobre en el estado. bli ot ec a. divalente, por ejemplo: azurita (Cu3(OH)2CO3)2, malaquita (Cu2(OH)2CO3), tenorita (CuO) y crisocola (CuSiO3.2H2O), son completamente solubles ya sea en la lixiviación ácida o alcalina a temperatura de ambiente [Ata, O., y otros, 2001; Kuhn, F., y otros, 1974; Habashi, F., 1983]; no obstante, el mineral de estudio es la crisocola, que es un silicato de cobre hidratado que. Bi. se encuentra en las zonas de oxidación superiores de los depósitos de cobre y se asocia comúnmente con malaquita, azurita y limonita. El contenido de cobre total perteneciente por su fórmula química es de 36,18% Cu [Habashi, F., 1983; Fang, J., y otros, 2008]. 17. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Grandes depósitos de minerales de crisocola se encuentran en todo el. UN T. mundo y el Perú no es la excepción. En el departamento de la Libertad,. provincia de Otuzco, distrito de Salpo. Se encontraron yacimientos de. mineral crisocola de baja ley, pero con alto contenido de fierro en la matriz del mineral de cobre tipo crisocola y la lixiviación alcalina amoniacal con. ica. nitrato de amonio. Se representa como una alternativa para tratar este mineral y una posibilidad de trabajo para los pequeños mineros a pequeña. ím. escala o también, se puede aplicar como pre-tratamiento de minerales auríferos que tienen presencia de altos contenido de fierro y cobre soluble.. Qu. El ácido sulfúrico es el agente más utilizado para los minerales oxidados de cobre por su alta eficiencia de extracción, pero presenta algunas. ría. desventajas de no ser selectivo, es toxico y contaminante, lo que lo hace incompatible con las normas ambientales que regulan los vertidos de las. nie. plantas mineras en el país. Sin embargo, otros metales en la matriz del mineral pueden provocar un consumo excesivo de ácido. Además, de modo particular el fierro disuelto en las soluciones de lixiviación, cuando se usa. In ge. ácido sulfúrico, provocando algunos problemas en el tratamiento posterior de las soluciones de lixiviación. Dependiendo de la naturaleza del mineral, el consumo ácido oscila desde 0,4 hasta 0,7 tonelada H 2SO4 / ton Cu. de. lixiviado [Habashi, F., 1983; Peacey, J., y otros, 2004; Fang, J., y otros, 2008; Wang, C., y otros, 2001].. bli ot ec a. La lixiviación amoniacal, es selectiva, no reacciona con los carbonatos y gangas silíceas, las soluciones lixiviadas tienen facilidad a la purificación, producción a bajo costo y docilidad a la regeneración y facilidad en el tratamiento posterior de las soluciones de lixiviación alcalina [Ju, S., y otros,. Bi. 2005; Fang, J., y otros, 2008; Wang, C., y otros, 2001]. Los agentes lixiviantes empleados deben reunir muchas propiedades para poder usarse, no deben ser muy caros, deben ser fácilmente recuperables y deben ser bastantes selectivos para disolver determinados compuestos. 18. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Existen investigaciones donde se utilizan diversos agentes lixiviantes para. UN T. diferentes tipos de minerales de cobre oxidados, tales como el cloro, sulfato de amonio, hidróxido de amonio, cloruro de amonio, amoniaco, carbonato. de amonio, dióxido de azufre, EDTA y sus interacciones; pero no existen investigaciones donde utilicen nitrato de amonio para lixiviar minerales Wang, C., y otros, 2001; Forward, F., y otros,1985].. ica. oxidados de cobre de baja ley de tipo Crisocola [Ju, S., y otros, 2005;. ím. En los últimos años se han incrementado los trabajos de investigación sobre la lixiviación con amoniaco de los minerales oxidados de cobre. Lo. Qu. que representa un indicio de las necesidades de la industria minera.. ría. 1.1 ANTECENDENTES. Ntuli y otros, 2011, los efectos de la concentración de amoníaco y tiempo. nie. de lixiviación fueron investigados para determinar las condiciones óptimas de lixiviación. Los experimentos se realizaron en una celda de lixiviación. In ge. sumergido en un baño de agua, con concentraciones de amoníaco de 1,5M, 2,0M, 2,5M y 3,0M y variando el tiempo de lixiviación de 0 a 300 minutos. Se utilizó para este estudio experimental un mate de Ni-Cu que contiene 23% en masa de Cu. Se aumentó la concentración del agente lixiviante. de. para aumentar la recuperación con un tiempo de lixiviación de130 minutos, se logró una recuperación de 32,86% de Cu usando solución de amoniaco. bli ot ec a. 3M. Un aumento en el tiempo de lixiviación, se obtuvo en mayor porcentaje de Cu, sin embargo, la lixiviación con solución 2M de amoniaco, dio un. rendimiento más alto de Cu en comparación con las concentraciones más altas. Esta anomalía podría ser un resultado de la cementación, ya que el cobre es desplazado por el níquel, porque el níquel es un metal más. Bi. electronegativo. Se encontró que a concentraciones más altas, se extrajo más níquel.. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Bryden, 1975, estudió la cinética de lixiviación de un mineral de cobre que. UN T. contengan malaquita y crisocola en una solución de sulfato de amonio. Se. encontró que la velocidad de lixiviación fue controlada por la reacción en la superficie y la energía de activación se calculó que era a 48,5 kJ/mol.. ica. Mena y Olson, 1985, investigaron la cinética de lixiviación de la crisocola. en soluciones de amonio/carbonato de amonio, la cinética fue controlada por las siguientes etapas: la difusión a través de micro grietas, por la. ím. adsorción de los pares de iones en los sitios activos de la superficie y la reacción química en los sitios activos de la superficie. La energía de. Qu. activación obtenida fue variable tanto con la concentración de amoníaco total y la temperatura. El comportamiento de lixiviación fue de primer orden. ría. y dependía de la concentración del carbonato de amonio. Paul y Ferron, 1983, estudiaron la cinética de lixiviación de malaquita en. nie. una solución de carbonato de amonio. Todo proceso de la disolución fue dividido en dos etapas. En la primera etapa, la disolución inicial de. In ge. malaquita procedió rápidamente, entonces la velocidad se redujo debido a la obstrucción de la superficie por la formación. inmediata presumible. Cu(OH)2. Las energías de activación de las dos etapas eran 64 KJ/mol y 75 KJ/mol, respectivamente y estas dos etapas son controladas mediante. de. reacciones heterogéneas.. bli ot ec a. Yartasi y Copur, 1996, estudiaron la disolución de la malaquita en soluciones de cloruro de amonio, los resultados demostraron que la velocidad de disolución lixiviante fue controlado por la difusión a través de la película del producto, y la energía de activación se determinó que era 81,3. Bi. Kj/mol.. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Kunkul, y otros, 1994, estudiaron la disolución de malaquita en soluciones activación fue de 22.338. UN T. de amoniaco. Encontraron que la energía de. KJ/mol y todo el proceso fue controlado por difusión a través de la película de la ceniza.. Arzutug y Kocakerim, 2004, investigaron la cinética de lixiviación de. ica. malaquita en gas amoniaco saturado en agua. Se encontró que la velocidad de lixiviación siguió un modelo de cinética de pseudo segundo orden con. ím. una energía de activación de 85,16 kJ/mol.. Park y otros, 2007, en su investigación sobre la lixiviación oxidante con. Qu. amoníaco/sulfato de amonio de un mate complejo sintético (Cu-Ni-Fe-Co), se encontró que 2M NH4OH + 2M (NH4)2SO4 recuperaron 93,8% de cobre.. ría. Liu Wei y otros, 2010, estudiaron la cinética de lixiviación del mineral complejo tang – dan de cobre refractario de baja ley, y se eligieron como. nie. parámetros de lixiviación, la concentración de amoniaco y cloruro de amonio, el tamaño de partícula de mineral, relación de sólido/líquido y la. In ge. temperatura. Los resultados mostraron que la temperatura, la concentración de amoníaco y cloruro de amonio tiene influencia favorable sobre la velocidad de lixiviación de minerales de óxido de cobre, pero la velocidad de lixiviación disminuye con el aumento de tamaño de partícula y la relación. de. de sólido/líquido.. bli ot ec a. Chang y Liu, 1998, estudiaron la viabilidad de la lixiviación de cobre de la industria de lodos usando soluciones de amoniaco, logrando recuperar 94% de cobre después de un periodo de 6 horas. Esto se hizo mediante la alteración de la cantidad sólida, duplicando desde 10 g/l a 20 g/l. Durante el proceso se utilizó soluciones de amoniaco de 5M. Esta recuperación se. Bi. mejoró un 34%, cuando se utilizó una concentración de sólidos de 10 g/l, el factor clave en este estudio fue mantener el pH de la solución de lixiviación. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. igual a 10 por la adición de HNO3 concentrado. También observaron la. UN T. complejación del Cu2+ y los iones de amoniaco; no obstante, la complejación de los iones Cu2+ con amoniaco solo puede suceder con NH 3 y no con los iones de NH4+ ya que esta última es la especie más dominante. Cu (NH3)2+; pH=4,0. Cu2+ + 2NH3. Cu (NH3)22+; pH=7,5. (2). Cu2+ + 3NH3. Cu (NH3)32+; pH=10,3. (3). Cu2+ + 4NH3. Cu (NH3)42+; pH=11,8. (4). ím. Cu2+ + NH3. Qu. (1), (2), (3) y (4) mostradas a continuación:. ica. a volares de pH por debajo de 9.3, según las reacciones de complejación. (1). ría. Alguacil y otros, 1999, patentaron el procedimiento para la recuperación de cobre mediante lixiviación de materiales metálicos oxidados con. nie. disoluciones de carbonato de amonio, que da lugar a la formación de los complejos amoniacales de cobre (II) y separación de este metal obtenida mediante cementación (con hierro o zinc), extracción con disolventes (con. In ge. agentes de extracción de tipo acido y/o formadores de compuestos tipo quelato) o mediante una combinación de ambas operaciones, la disolución de lixiviación se regenera por la neutralización del ácido producido en la. de. extracción del cobre con el amoniaco que se libera en el proceso de separación del metal. Según la ecuación (5).. bli ot ec a. CuO + (NH4)2CO3. Cu(NH3)22+ CO32− + H2O. (5). En la ecuación (5), y para simplificar el ajuste de la estequiometria, se ha escrito la reacción, como si solo se formara el complejo de diamino de cobre (II), aunque en la práctica se pueden formar o existir varios complejos. Bi. de formula general Cu(NH3)n2+ donde n puede tomar normalmente el valor de 1 a 4.. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Bingol y otros, 2005, estudiaron las condiciones de lixiviación del mineral. UN T. de cobre tipo malaquita en soluciones amoniacales. Los principales parámetros fueron el tiempo, la concentración de Hidróxido de amonio /Carbonato de amonio, la relación sólido/líquido, la temperatura y el tamaño. de partícula. Las condiciones óptimas de lixiviación fueron a una. ica. concentración 5M NH4OH + 0,3M (NH4)2CO3, relación sólido/líquido de 1/10 g/mL, tiempo de lixiviación de 180 minutos, velocidad de agitación de 350. ím. rpm, temperatura de lixiviación de 25ºC y tamaño de partícula de menos malla 100 micras; logrando recuperar hasta un 98% de cobre. En la. Qu. lixiviación con amoniaco, el cobre era recuperado en forma de Cu(NH3)42+ mientras las gangas del mineral no reaccionaron. Esto significa que la solución de lixiviación de amoniaco es muy conveniente para las. ría. operaciones de extracción de disolvente.. nie. Ekmekyapar y Oya, 2003, estudiaron la cinética de la disolución del mineral de malaquita en soluciones de cloruro de amonio, se estudió con respecto a los efectos de la concentración del cloruro de amonio, tamaño de. In ge. partícula, la relación sólido/líquido, la velocidad de agitación y temperatura de reacción. Se determinó que la velocidad de disolución aumento al aumentar la concentración de cloruro de amonio, velocidad de agitación y. de. temperatura de reacción; sin embargo, el aumento de diámetro de partícula y la relación sólido/líquido disminuyeron la velocidad de disolución.. bli ot ec a. A nivel comercial se han desarrollado pocos procesos de lixiviación con amoniaco como lixiviante; como por ejemplo, en la planta de la Kennecott (Alaska) en donde el mineral de cobre contenía caliza – dolomita [Habashi, F., 1983; Navarro, p., y otros, 1999]. Anaconda instaló una planta de lixiviación amoniacal en Montana empleando el proceso Arbiter [Kuhn, M., y. Bi. otros, 1974]. Otro ejemplo fue el de La Escondida, Chile, que en la década de los 90 aplicó un método de lixiviación con amoniaco para tratamiento de calcosita. Lo común en todos los procesos de lixiviación amoniacal fue el. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. condiciones normales y el empleo de equipos adecuado.. UN T. empleo de niveles de temperatura y/o presión por encima de las. El empleo del carbonato de amonio [Bingol, D., y otros, 2005], o del cloruro de amonio [Ekmekyapar, A., y otros, 2003], son los que sostienen la. ica. factibilidad del empleo del amoniaco en la lixiviación de minerales de cobre. y demuestran que la velocidad de disolución del cobre aumenta por las siguientes razones: al disminuir el tamaño de partícula, al disminuir la. ím. relación sólido/líquido y al incrementar las concentraciones de NH3(ac) y de. Qu. NH4+.. Los antecedentes indican que el uso de sistemas amoniacales en la lixiviación. de. minerales. oxidados. de. cobre. pueden. ser. factibles. ría. químicamente [Bingol, D., y otros, 2005; Ekmekyapar, A., y otros, 2003] a comparación de otras sales amoniacales. El nitrato de amonio, grado. nie. fertilizante, se escogió como agente lixiviante para este estudio por tener. In ge. una particularidad de mantener el pH constante durante la lixiviación. El nitrato de amonio en solución tiene un carácter ligeramente ácido (pH 5,1 - 5,5) y al ser agregado directamente a una pulpa llega a alcanzar un pH de 2,1 - 3,5. Adicionalmente, al agregar una base fuerte como el óxido de. de. calcio, in situ, este último se trasforma en hidróxido de calcio, que reacciona con el nitrato de amonio produciendo el amoniaco (NH3(ac)) a partir de los. bli ot ec a. iones de amonio (NH4+). El amoniaco puede así formar complejos estables con los iones Cu2+, lo que conduce a un aumento en la velocidad de. Bi. disolución del mineral crisocola.. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Según la Figura Nº1, los complejos acuosos de cobre amoniacal se forman. UN T. con NH3 y no con los iones NH4+ ya que estos últimos son la especie más. dominante a valores de pH por debajo de 9,3. El Cu (NH3)42+ es un. complejo estable de color azul intenso que se encuentra en el rango de pH. bli ot ec a. de. In ge. nie. ría. Qu. ím. ica. 8-10.. Bi. Figura Nº1. Diagrama E-pH para el sistema Cu-NH3-H2O a 25ºC; en donde se presentan las Zonas en las que están presentes las especies amoniacales de cobre.. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Como se muestra en Figura Nº1, para el sistema Cu-NH3-H2O, se aprecian. UN T. las especies acuosas de cobre amoniacal y Cu 2+, así como también las especies sólidas CuO y Cu2O. Todas las especies acuosas amoniacales de. cobre (II) se obtienen con potenciales positivos y la especie amoniacal de cobre (I) se obtiene con potenciales negativos. Cuando el pH es mayor a. ica. 9,8 se obtiene CuO sólido debido a la condición alcalina del medio de. ím. lixiviación.. Varios elementos son precipitados por la lixiviación amoniacal; como es el. Qu. caso del fierro que tiene una presencia importante en los minerales oxidados de cobre como impureza y donde el amoniaco evita que este se disuelva. Esta es una de las características del procedimiento que presenta. ría. una gran ventaja; es decir, se obtendría soluciones ricas de cobre sin presencia de fierro. El amoniaco lixivia al fierro (II) y (III) mas no a los. nie. sulfuros de fierro como la pirita y la marcasita. Si el fierro está presente como Fe (II), se disuelve muy parcialmente para formar los complejos Fe(NH3)n2+,. aunque. estos. rápidamente. se. suelen. In ge. amoniacales. descomponer para formar un precipitado de fierro (III) y pasa al residuo sólido. Si el fierro se encuentra como Fe (III), precipita como Fe(OH)3. No obstante, las lixiviaciones amoniacales también forman aminas solubles con. de. el níquel, cobalto, zinc y cadmio, pero en este caso el mineral de estudio es la crisocola que no contiene esos elementos excepto el cobre, formando un complejo tetraamino de cobre (II) y obteniendo una solución libre de iones. bli ot ec a. de fierro. Esta es una ventaja importante puesto que se facilita la. electrodeposición directa y obtener cátodos de cobre [Alguacil, F., y otros, 1999; Bingol, D., y otros, 2005; Ekmekyapar, A., y otros, 2003]. En el presente trabajo se utilizó como agente lixiviante el nitrato de amonio,. Bi. grado fertilizante, reactivo que se degrada a nitritos y nitratos (compuestos que forman parte de los fertilizantes) y a continuación se explicará su mecanismos de reacción. 26. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.2 Mecanismo de Reacción. UN T. En el proceso que se propone en el presente estudio establece para la producción de amoniaco el nitrato de amonio (NO 3NH4); a partir del cual se genera el amoniaco en el mismo proceso de lixiviación. Esto se logra. ica. al regular el pH del medio mediante la adición de cal: 2Ca (OH)2. 2Ca(NO3)2+ 4NH4OH. (8). Cu(NH3)42+ + SiO2 +5H2O+2OH-. (9). nie In ge. Reacción principal. (7). ría. 4NH4NO3 + 2CaO + 2H2O 4NH4OH + CuSiO3.2H2O. 2Ca(NO3)2+ 4NH4OH. ím. 4NH4NO3+2Ca(OH)2. (6). Qu. 2CaO + 2H2O. 4NH4NO3+2CaO+2H2O+CuSiO3.2H2O. Cu(NH3)42++2Ca(NO3)2+SiO2+5H2O+2OH- (10). de. Mecanismo de reacción. bli ot ec a. NH3 + H+. NH4+ + OH-. NH4+. (11). NH3 + H2O. (12). H+ y OH- se neutralizan con amoniaco y con iones de amonio. El pH de la. solución se mantiene en la región estable Cu (NH3)42+ como resultado de la. Bi. acción tampón para amortiguar las acciones del amoniaco y los iones de amonio.. 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. La generación del NH3(ac) a partir de los iones de amonio, en cantidades. UN T. necesarias, forma el complejo Cu(NH3)22+, y con un exceso de amoniaco se. transforma en el complejo principal del sistema: Cu(NH3)42+; esto debido a la acción del pH y la ([NH3]+[NH4+]). Las reacciones se dan como se. 2+. Cu(NH3)2. + 2NH3. 2+. Cu(NH3)2. + 2NH3. Cu(NH3)4. 2+. ím. 2+. (13). (14). Qu. Cu. ica. muestra a continuación:. ría. Por lo tanto, el objeto de esta investigación fue estudiar los efectos de la concentración del nitrato de amonio, el pH y la relación sólido/líquido en la. nie. lixiviación amoniacal a nivel laboratorio, utilizando nitrato de amonio para lixiviar un mineral de cobre tipo crisocola y determinar el porcentaje de. 1.3 Objetivos. In ge. extracción óptima.. de. 1. Determinar las condiciones óptimas de pH, relación sólido/líquido y concentración del agente lixiviante para realizar una lixiviación por. bli ot ec a. agitación en medio amoniacal utilizando nitrato de amonio. 2. El determinar la eficiencia de extracción con las condiciones óptimas. Bi. establecidas en el presente proyecto.. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 1.4 Hipótesis. UN T. Teniendo en cuenta que los minerales oxidados de cobre de tipo malaquita. se pueden lixiviar con compuestos amoniacales como cloruro de amonio,. carbonato de amonio e hidróxido de amonio, produciendo amoniaco in situ por la regularización del pH, siendo el amoniaco el agente complejante del. ica. cobre formando el complejo tetraamonio de cobre (II), de coloración azul, entonces se puede realizar la lixiviación amoniacal del mineral de cobre tipo. ím. crisocola utilizando nitrato de amonio.. Qu. 1.5 Justificación. Actualmente la lixiviación con ácido sulfúrico es la mejor alternativa para los minerales oxidados de cobre, pero en sus soluciones siempre son. ría. acompañadas por el fierro; no obstante, cuando los minerales oxidados de cobre tienen carácter de tipo básico, el consumo de ácido sulfúrico resulta. nie. ser considerable y contaminante. Estos problemas presentan la lixiviación con ácido sulfúrico. Para evitar este problema existen alternativas para lixiviar. In ge. como el carbonato de amonio, sulfato de amonio, cloruro de amonio e hidróxido de amonio. El amoniaco como agente complejante de lixiviación es ventajoso en cuanto se realice en medio básico por la posibilidad de regenerarlo, por su carácter selectivo para ciertos iones metálicos (el cobre. de. entre ellos) y por la eliminación del fierro en las soluciones de cobre. Existen varios trabajos de investigación de lixiviación de los óxidos de cobre en medio amoniacal, pero no trabajos donde se haya utilizado el nitrato de. bli ot ec a. amonio como agente lixiviante para lixiviar una crisocola. En el departamento de la Libertad se podría aplicar este trabajo ya que existen yacimientos cupríferos que contienen crisocola con alto contenido de fierro o puede utilizarse como pre tratamiento de minerales auríferos con alto contenido de. Bi. cobre oxidado.. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Qu. ím. MATERIALES Y METODOS. ica. CAPITULO II. 2.1. Equipos. 2 Agitadores magnéticos Barnstead/thermolyne, H.W.Kessel S.A.. . 1 Agitador magnéticoThermoScientific, Cimarec.. . 1 Balanza Analítica Kern ALJ 220-4M con %error ±0.0001g.. . 1 Balanza Analítica Sartorius TE412 con %error ±0.01g.. . 1 pH metro WTW modelo 330.. . 1 Bomba de vacio MZ2C, modelo YEKF63CX-4 1.9/2.1 m3/h 9.mbar.. . 1 Chancadora primaria.. . 1 Chancadora secundaria.. . 1 Molino de bolas.. . 1 Cuarteador jones.. . 1 Rotap.. bli ot ec a. de. In ge. nie. ría. . 2.2 Materiales. Bi. 2.2.1. Materiales de Vidrio . 2 Fiolas de 1000 ml.. . 1 Probetas de 100ml.. . 1 Probeta de 250 ml.. . 3 Vasos de precipitación de 250 ml.. . 3 Vasos de precipitación de 400 ml. 30. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3 Vasos de precipitación de 600 ml.. . 1 Pipeta graduada de 1 ml.. . 1 Pipeta graduada de 2 ml.. . 1 Pipeta graduada de 10 ml.. . 2 Buretas de 50 ml.. . 4 Varillas de Agitación.. . 2 Matraces de 250 ml.. . 1 Kitasato de 1000 ml.. . 3 Embudos.. . 3 Lunas de reloj medianas.. . 3 Lunas de reloj grandes.. ica ím Qu. ría. 2.2.2. Otros materiales. UN T. . 1 Malla # 100 ASTM.. . 1 Embudo Buchner de porcelana.. . 1 Capsula de porcelana.. . 1 Mortero.. . 2 Espátulas.. . 10 Pliegos de papel filtro lento.. . 10 Papel flitrowhatman # 40.. . 10 Papel filtro whatman # 42.. . 2 Frascos de vidrio color ámbar 1000 ml.. . 2 Frascos de vidrio 1000 ml.. . 1 Tela de asbesto.. . 1 Pinza tipo tijera vasos de precipitación.. . 1 Pinza tipo tijera para crisoles.. . 1 Soporte universal.. . 6 Pastillas magnéticas.. Bi. bli ot ec a. de. In ge. nie. . 31 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 2.3. Reactivos. UN T.  Nitrato de amonio grado fertilizante (NH4NO3), N= 33 %.  Cal viva (CaO).  Ácido nítrico concentrado (HNO3).  Ácido clorhídrico concentrado (HCl).  Ácido acético glacial (CH3COOH).. ím.  Hidróxido de amonio Concentrado (NH4OH).  Cloruro de amonio (NH4Cl).. Qu.  Fluoruro de sodio (NaF).. ica.  Ácido sulfúrico 1:1 (H2SO4)..  Ioduro de potasio (KI).  Cloruro de bario (BaCl2).  Agua destilada.  Almidón soluble.. nie.  Nitrato de potasio (KNO3).. ría.  Tiosulfato de sodio pentahidratado (Na2S2O3.5H2O).. In ge.  Fenoltaldehina (C20H14O4)..  Anaranjado de Metilo (C14H14N3NaO3S).  Carbonato de sodio (Na2CO3).. Bi. bli ot ec a. de.  Hidróxido de sodio (NaOH).. 32 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UN T. 2.4 Procedimiento 2.4.1 Material de estudio..  Mineral de cobre oxidado de tipo crisocola fue utilizado para los experimentos de lixiviación. (El análisis químico para determinar el. ica. contenido de cobre y fierro se realizó mediante absorción atómica a. cargo del Laboratorio Delta S.R.L.). El silicato total, el azufre total y el insoluble, fueron determinados por métodos gravimétricos; solo el. ím. azufre total fue determinado por los autores. Según la Tabla 1 los. Qu. resultados fueron los siguientes.. Tabla 1. El Análisis Químico del Mineral Valor (%) 10,39 70,51 42,66. Espectrofotometría atómica. 38,31. Espectrofotometría atómica. 1,57. nie. Fe. Método Gravimetría Gravimetría Gravimetría. ría. Parámetros S Insoluble SiO2. In ge. Cu.  El mineral de cobre oxidado tipo crisocola, que se utilizó para el presente estudio, tiene propiedades físicas que se presentan en la Tabla 2: el pH, se determinó por potenciometría; la humedad total. de. por gravimetría; el peso específico por el método de la fiola y la densidad Cu(NH3)42+ (g/cm3), utilizando el picnómetro (Análisis. Bi. bli ot ec a. realizados por los autores). Tabla 2.Propiedades Físicas del Mineral Oxidado de Cobre.. Parámetro. Método. Valor. pH. Potenciómetro. 3,12. Humedad (%). Gravimetría. 14,31. Método de la fiola. 2,38. Picnómetro. 0,9983. Peso específico (g/cm3) Densidad Cu(NH3)42+ (g/cm3). 33 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. El mineral se trituró, se molió y luego se tamizó, utilizando tamices de. UN T. . ensayo estándar para obtener fracciones de tamaño de partícula. deseado para los experimentos de lixiviación, y que se describe en el. . ica. protocolo de conminución que se encuentra en el apéndice 4.. Se utilizó un diseño trifactorial, para el análisis de los resultados de. ím. las pruebas experimentales: 33 =27, el cual, se realizó por duplicado, resultando un total de 54 pruebas experimentales. Como se indica en. Qu. la Tabla 3, la concentración del nitrato de amonio, relación sólido/ líquido y el pH, son las variables de estudio que interactuaron en el proceso de lixiviación por agitación en tanque; no obstante, las otras. ría. variables de operación se mantuvieron fijas, tales como: tiempo,. Bi. bli ot ec a. de. In ge. nie. tamaño de partícula, temperatura y velocidad de agitación.. 34 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(36) Tabla 3.. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Las variables independiente, concentración del agente disolvente, relación sólido/líquido y pH, donde se muestra las. ica. combinaciones de las variables de operación utilizadas en el presente estudio. En el apéndice 6, se encontrara los. Qu. ím. cálculos de las concentraciones.. ría. Concentración de Nitrato de Amonio =[NH3]. 5,560 g/L. In ge nie. 3,706 g/L. 6,672 g/L. Ph. 10. 9,5. 9,8. 10. 9,5. 9,8. 10. 3,706-9,5-1/5. 3,706-9,8-1/5. 3,706-10-1/5. 5,56-9,5-1/5. 5,56-9,8-1/5. 5,56-10-1/5. 6,672-9,5-1/5. 6,672-9,8-1/5. 6,672-10-1/5. 1/8. 3,706-9,5-1/8. 3,706-9,8-1/8. 3,706-10-1/8. 5,56-9,5-1/8. 5,56-9,8-1/8. 5,56-10-1/8. 6,672-9,5-1/8. 6,672-9,8-1/8. 6,672-10-1/8. 1/10. 3,706-9,5-1/10. 3,706-9,8-1/10. 3,706-10-1/10. 5,56-9,5-1/10. 5,56-9,8-1/10. 5,56-10-1/10. 6,672-9,5-1/10 6,672-9,8-1/10 6,672-10-1/10. bli o. te. ca. 1/5. Bi. RS/L. 9,8. de. 9,5. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/. 35.

(37) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. En la Tabla 4, se presentan las siguientes variables fijas de operación:. la. velocidad. de. agitación,. tamaño. de. partícula,. UN T. . temperatura y tiempo las cuales fueron extraídos de los antecedentes [Alguacil, F., y otros, 1999; Bingol, D., y otros, 2005; Ekmekyapar, A., y otros, 2003], que sostienen la factibilidad del empleo del. ím. pre-pruebas se obtuvieron estos parámetros.. ica. amoniaco en la lixiviación de minerales oxidados de cobre. y por las. Tabla 4. Variables fijas de operación. tamaño de partícula. 5h. 25ºC. nie. Temperatura. -#100 tyler. ría. Tiempo. 800 rpm. Qu. velocidad agitación. 2.4.1 Procedimiento de Lixiviación. In ge. Se realizaron un total de 54 pruebas experimentales, se utilizó la Tabla 25 del apéndice 7 que contiene los experimentos 46, 47 y 48, para describir el procedimiento de lixiviación en tanque de agitación; no obstante, todos los. de. experimentos se desarrollaron de la misma manera. 1) Se pesaron 20 g de mineral, correspondiente al 80% passing del. bli ot ec a. total, cuyo tamaño de partícula es menos malla Tyler Nº100 (P80 -#100(150) micras). Determinando sus porcentajes de humedad y por diferencia se obtuvieron los pesos secos del mineral.. 2) Los pesos secos del mineral, se introdujeron en tres vasos de precipitación de 400 ml, marca Pyrex. Se utilizaron tres agitadores. Bi. magnéticos con una velocidad de agitación de 800 rpm, marca Barnstead/thermolyne, con la finalidad de lograr una simulación a nivel laboratorio de los tanques de agitación. 36. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(38) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3) En los tres reactores se adicionaron 17,322g, 17,361g y 17,362g de. UN T. mineral seco, respectivamente y se diluyeron en 86,81ml, 138,89 ml. y 173,62 ml de H2O respectivamente, para obtener una relación sólido/líquido 1/5-1/8-1/10.. ica. 4) Los pH iniciales medidos en los tres reactores: 2,89, 2,92 y 3,04. respectivamente, mediante el uso del pH-metro marca WTW, modelo. ím. 330.. 5) Se adicionaron 31,398 g de NH4NO3 + 15,689g de CaO, que al. Qu. reaccionar in situ en el reactor produjo una concentración de amoniaco 6,672g/l.. ría. 6) Se obtuvieron mediciones del pH durante las 5 horas de agitación. En cada hora se midió el pH y se controló con HNO3 concentrado o. nie. CaO dependiendo cual sea el caso, tal como se indica en la Tabla 25. In ge. y el pH óptimo de lixiviación fue de 9,5. 7) Después de las 5 horas de lixiviación se procedió a filtrar al vacío la solución, donde se obtuvieron dos productos: la solución enriquecida de cobre como Cu(NH3)42+ que es una coloración azul intensa y el. de. relave que comprende: el hidróxido de fierro, nitrato de calcio, silicatos y sulfuros de fierro.. bli ot ec a. 8) El pH final de la solución tetraamonio de cobre (II) amoniacal Cu(NH3)42+ ,fue de 9,5.. 9) El análisis de cabeza, relave y la solución enriquecida se realizó por absorción atómica y volumetría, cuyos resultados se encuentran en. Bi. el apéndice 3.. 10) Los balances de lixiviación realizados para obtener los porcentajes de extracción de cobre están en el apéndice 8. 37. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(39) UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ím. RESULTADOS Y DISCUSION. ica. CAPITULO III. Qu. Para el análisis de los resultados de las pruebas experimentales se utilizó el diseño trifactorial (33 =27), el cual se realizó por duplicado, resultando un total de 54 pruebas experimentales. Los Análisis de cabeza fueron. ría. realizados por los autores, los análisis de la solución preñada y relaves, fueron analizados por Certimin S.A. Los resultados del porcentaje extracción. nie. de cobre, se presenta en la Tabla 5 y son tal como siguen. Tabla 5: Resultados del Porcentaje de Extracción Cu.. bli ot ec a Bi. Rs/L 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10 1/5 1/8 1/10. In ge. pH 9,5 9,5 9,5 9,8 9,8 9,8 10 10 10 9,5 9,5 9,5 9,8 9,8 9,8 10 10 10 9,5 9,5 9,5 9,8 9,8 9,8 10 10 10. de. Experimentación 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27. Conc.NH3 (g/L) 3,706 3,706 3,706 3,706 3,706 3,706 3,706 3,706 3,706 5,560 5,560 5,560 5,560 5,560 5,560 5,560 5,560 5,560 6,672 6,672 6,672 6,672 6,672 6,672 6,672 6,672 6,672. %extracción Cu 15,91 19,75 23,07 12,00 16,36 19,58 11,77 12,25 16,52 32,40 34,41 37,95 29,25 31,10 36,32 23,11 26,46 32,07 38,86 38,87 41,98 32,61 37,76 40,49 30,97 35,96 37,24. 38 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(40) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. correspondiente a su repetitividad respectiva.. Tabla 6. Resultados del Porcentaje de Extracción de Cu replicas.. UN T. En la Tabla 6 se presentan los resultados del porcentaje de extracción de Cu,. pH. Rs/L. Conc.NH3 (g/L). 28. 9,5. 1/5. 3,706. 29. 9,5. 1/8. 3,706. 30. 9,5. 1/10. 3,706. 31. 9,8. 1/5. 3,706. 14,90. 32. 9,8. 1/8. 3,706. 15,42. 33. 9,8. 1/10. 3,706. 20,12. 34. 10. 1/5. 3,706. 10,13. 35. 10. 1/8. 3,706. 14,25. 36. 10. 1/10. 3,706. 17,17. 37. 9,5. 1/5. 5,560. 33,33. 38. 9,5. 1/8. 5,560. 36,10. 39. 9,5. 1/10. 5,560. 40,47. 40. 9,8. 1/5. 5,560. 28,47. 41. 9,8. 1/8. 5,560. 30,28. 42. 9,8. 1/10. 5,560. 34,65. 43. 10. 1/5. 5,560. 21,38. 44. 10. 1/8. 5,560. 25,47. 45. 10. 1/10. 5,560. 30,86. 46. 9,5. 1/5. 6,672. 39,90. 9,5. 1/8. 6,672. 42,94. 9,5. 1/10. 6,672. 48,76. 9,8. 1/5. 6,672. 38,63. 48. ím. Qu ría. nie. In ge. bli ot ec a. 49. de. 47. %extracción Cu. ica. Experimentación. 15,25 18,81 22,66. 9,8. 1/8. 6,672. 39,17. 51. 9,8. 1/10. 6,672. 42,67. 52. 10. 1/5. 6,672. 29,70. 53. 10. 1/8. 6,672. 37,32. 54. 10. 1/10. 6,672. 41,26. Bi. 50. 39 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Muestras. pH. Rs/L. Conc.NH3 (g/L). 1. 9,5. 1/5. 3,706. 2. 9,5. 1/8. 3,706. 3. 9,5. 1/10. 3,706. 4. 9,8. 1/5. 3,706. 5. 9,8. 1/8. 3,706. 15,89. 6. 9,8. 1/10. ím. 13,45. 3,706. 19,85. 7. 10. 1/5. 3,706. 10,95. 8. 10. 1/8. 3,706. 13,24. 9. 10. 1/10. 3,706. 16,84. 10. 9,5. 1/5. 5,560. 32,87. 11. 9,5. 1/8. 5,560. 35,25. 12. 9,5. 1/10. 5,560. 39,20. 13. 9,8. 1/5. 5,560. 28,86. 9,8. 1/8. 5,560. 30,69. 9,8. 1/10. 5,560. 35,48. 10. 1/5. 5,560. 22,24. 10. 1/8. 5,560. 25,96. 10. 1/10. 5,560. 31,46. 9,5. 1/5. 6,672. 39,38. bli ot ec a. Tabla 7: Resultados promediados. UN T. Los resultados promediados se presentan en la Tabla 7.. 20. 9,5. 1/8. 6,672. 40,90. 21. 9,5. 1/10. 6,672. 45,36. 22. 9,8. 1/5. 6,672. 35,62. 23. 9,8. 1/8. 6,672. 38,46. 24. 9,8. 1/10. 6,672. 41,58. 25. 10. 1/5. 6,672. 30,34. 26. 10. 1/8. 6,672. 36,64. 27. 10. 1/10. 6,672. 39,25. 15. 18. Bi. 19. de. 16 17. ica. 15,58. Qu. ría. nie. In ge. 14. %extracción Cu 19,52 22,60. 40 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(42) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. El Análisis de los resultados del diseño trifactorial en base a los datos de. TABLA 8. Niveles de variables pH, RS/L, Conc.NH3 (g/L) FACTOR. 3. pH. 9,5. 9,8. RS/L. 1/10. 1/8. Conc.NH3 (g/L). 3,706. 10. ím. 2. Qu. 1. ica. Nivel. UN T. la Tabla 8 se desarrollaron mediante el programa ANOVA de Excel.. 6,672. ría. 5,560. 1/5. nie. Los resultados obtenidos, se presentan en la Tabla 9. TABLA 9. Matriz de datos para el análisis de resultados. In ge. Variable dependiente: Extracción de cobre Origen. Suma de. Gl. cuadrados. Media. F. F’. cuadrática. de. tipo III. 5330,147ª. 26. 205,006. 84,022. 0,000. Intersección. 45123,885. 1. 45123,885. 18494,224. 0,000. Concentración. 4405,132. 2. 2202,566. 902,731. 3,35. Ph. 395,802. 2. 197,901. 81,111. 3,35. Ltrsxseg. 451,481. 2. 225,741. 92,521. 3,35. concentracion * pH. 21,218. 4. 5,305. 2,174. 2,73. concentracion * Ltrsxseg. 12,656. 4. 3,164. 1,297. 2,73. pH * Ltrsxseg. 12,528. 4. 3,132. 1,284. 2,73. concentracion * pH * Ltrsxseg. 31,329. 8. 3,916. 1,605. 1,54. Error. 65,877. 27. 2,440. Total. 50519,909. 54. Bi. bli ot ec a. Modelo corregido. Total corregida. 5396,024. 53. 41 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(43) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. En base a los datos de la tabla 8 se realizaron los análisis de los resultados. UN T. del diseño trifactorial que se presentan en la tabla 9, que fueron desarrollados mediante el programa ANOVA de Excel y de las cuales se pueden establecer que:. Los factores concentración NH3 (g/L), pH, relación Sólido/Líquido (Rs/L), por. ica. si solos, afectan significativamente a la variable porcentaje de extracción de cobre, y las interacciones entre las variables no afectan significativamente. Bi. bli ot ec a. de. In ge. nie. ría. Qu. ím. el porcentaje de extracción de cobre.. 42 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(44) bli ot ec a. de. In ge. nie. ría. Qu. ím. ica. UN T. Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Bi. Figura Nº2: Influencia de la concentración de amonio vs % extracción de cobre, Wm 20 g, velocidad de agitación 800 rpm, a malla -#100(150) micras, pH=9.5, Rs/L=1/5,1/8,1/10, [NH3]= 3,706 g/L, 5,560 g/L, 6,672 g/L, respectivamente, tiempo 5 horas y a condiciones ambientales.. 43 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(45) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3.1 INFLUENCIA DE LA CONCENTRACION DE AMONIO.. UN T. En la figura 2 del capítulo III y las figuras 3 y 4 del apéndice 1 se muestra la cantidad de Cu extraído después de 5 horas para las diversas concentraciones utilizadas. Cuando se produce un aumento en la. concentración, relación sólido/líquido y a un pH 9,5, se logró la mayor. ica. extracción de cobre. Según la figura Nº 1 del Capítulo I, nos indica la formación de los complejos de cobre que se mantiene constante en un. ím. rango de pH 8-10.. Qu. La generación del NH3(ac) a partir de los iones de amonio, en cantidades necesarias, forman el complejo Cu(NH3)22+ y con un exceso de amoniaco se transforma en el complejo principal del sistema: Cu(NH3)42+; el cual se. nie. ecuaciones (13) y (14).. ría. convierte rápidamente por la acción del pH y la ([NH3]+[NH4+]), según las. Según la figura 1 del capítulo I, se comprueba en nuestras gráficas que a. In ge. pH menor a 9,3 predomina la formación de NH4+ que no lixivia ni acompleja y a pH mayor a 9,8 se produce CuO; lo cual reduciría el porcentaje de extracción de cobre como resultado de la acción tampón para amortiguar las acciones de amoniaco y iones de amonio, tal como se expresa en las. de. ecuaciones (11) y (12), cuya finalidad es mantener en el rango de pH constante.. bli ot ec a. Se observó también que en 2 horas se recuperó un 20%, después se. produjo una pasividad que se mantuvo constante y después de las siguientes 3 horas, se obtuvo su máxima recuperación 45,36%. Esto se debe a la resistencia que ofrece el silicato a los iones de amonio y de amoniaco, pero según (Mena y Olson, 1985), que estudiaron la cinética de. Bi. lixiviación de la crisocola en soluciones de carbonato de amonio, proponen que las posibles etapas que controlen la cinética son: a) Difusión a través de las micro fisuras y algunos poros, b) Adsorción de pares de iones en los. 44 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.