^{Fundamento teorico}

El cobre ,la plata y el oro son metales que se emplearón desde épocas muy antiguas en la fabricación de objetos ornamentales asií como monedas ,por lo que se les conoce como”metales de acuñar”.Los tres se encuentran al estado libre en la naturaleza y se obtienen en forma simple por reducción de sus compuestos .El cobre fue uno de los primeros metales que se moldeo para la fabricación de instrumentos , ya que se han hallado utensilios y armas de cobre fabricadas en la edad de piedra. Asimismo se han encontrado ornamentos de oro en tumbas preincaicas y egipcias de la edad de piedra acuñadas por antiquisimas civilazaciones .

El nombre de metales nobles con que también se les conoce a estos metales se debe a su baja electropositividad , que impide que sean fácilmente oxidados ,lo que lesda gran resistencia a la corrosión .Por esta razón solo pueden ser diluidos por ácidos fuertes concentrados (ácido nítrico y ácido sulfurico caliente).

El cobre es un metal rojizo ,muy dúctil y maleable .lo que permite transformarlo en a lambres ,cables , láminas y tubos .Al estado puro el cobre es uno de los mejores conductores del calor y de la electricidad .

Hablando de lixiviación de cobre,podemos decir que existen tres tipos de lixiviación :

I. Lixiviación en DUMP .-Sulfuros y óxidos de baja ley de operaciones a cielo abierto a gran escala .Puede durar varios años .La operación se realiza sin chancar .

II. Lixiviación en Heap .-Mineral oxidado poroso .El ciclo de tratamiento puede durar unos meses Puede estar chancado o sin chancar .

III. Lixiviación VAT .-Mineral oxidado de cobre chancado.El ciclo de tratamiento dura unos días. Todo esto nos da una visión clara , de cuanto mayor es la superficie de tratamiento del mineral,mayor velocidad con respecto al tiempo será su lixiviación .Recientemente , la lixivación insitu de depósitos de menas ha recibio un enfásis especial y parece ser un área en la cual seran hechos significantes avances en un futuro cercano.Este tipo de operación hidrometalurgica es frecuentemente referida como solución de mina ,Es muy importante considerar la lixiviación en DUMP como parte de la solución de mina desde que las propiedades físicas y químicas son similares a la lixiviación de depósitos fragmentados en el lugar .Mucho de lo que se espera de la extracción insitú puede ser derivado de la experiencia corriente y práctica en lixiviación en DUMP. Virtualmente todos los investigadores estan de acuerdo que la lixiviación de fragmentos de menas comprende la penetración de la solución en la estructura de la mina porosa.La cinética comprende difusión de lixiviante en la rica donde la reacción ocurre con partículas de minerales individuales ,la cinética es complicada por el cambio de porosidad ,pH y concentración de soluciones.

Preparacion y Estandarización de soluciones

1.1.-Preparación –Procedimiento

NaOH

Vsol=0.15 L

Conc= 0.8 N

W=0.8 * 40 * 0.15/1 W= 4.8 gr NaOH

Disolvemos 4.8 gr de NaOH en agua hasta 150 ml.

HCL

Vsol = 1.0 L

Conc1= 0.1 N

Conc2=13 N

V1*N1=V2*N2

V2=(1*0.1/13)*1000

V2=7.69 ml

Diluimos los 7.69 ml de HCL concentrado hasta 1.0 L

Na2CO3

Vsol=1.0 L

Conc=0.1 N

[N]=Eq-gr/v [N]=(W*O)/(M*V)

W=N*M*V/O W=0.1*106*1.0/2.0

W= 5.3 gr de Na2CO3

Disolvemos los 5.3 gr de Na2CO3 hasta 1.0 L

Biftalato de Potasio

Vsol=25 ml

W= 0.5 gr

[N]=W*O/M*W N=(0.5 * 1.0 )/(204.216*0.25)=0.0979

Disolvemos 0.5 gr de Biftalato de potasio hasta 25 ml .

Titulaciones

a)NaOH con Biftalato de Potasio

N1*V1=N2*V2

O tambien por la fórmula=Peso Biftalato*1000/204.216*Vgastado

De esta ecuación se puede despejar el valor de N1

NaOH (1) Biftalato de potasio (2)

Volumen (ml) 3.5(gastado) 25.0

Normalidad 0.699 0.0979

b)HCL con NaOH

Indicador:Fenolftaleína

Viraje : De incoloro a rojo

HCL(1) NaOH (2)

Volumen (ml) 4 ml 0.4 (gastado)

Normalidad 0.07 0.7

c)Na2CO3 con HCL

Indicador:Fenolftaleína

Viraje:Incoloro a rojo.

Na2CO3(1) HCL(2)

Volumen(ml) 12.7(gastado) 10

Normalidad 0.055 0.07

d)H2SO4 con Na2CO3

Indicador:Rojo de Metilo

Viraje: Rojo a Amarillo

H2SO4 (1) Na2CO3(2)

Volumen(ml) 2.0 12.8(gastado)

Normalidad 0.384 0.06

Se sabe lo siguiente :

W/V=N*M/O [H2SO4]=18.882 gr / L

II.Condiciones –Calculos-Procedimiento

II.1.- Condiciones del Proceso

Relación Solido/Líquido :=1/3

Volumen de Damajuana =1330 ml/4

Volumen de mineral + agua= 332.5 ml

Volumen de Ac.Sulfurico=1330-335ml

V H2SO4=997.5 ml

Wprobeta=128.4 gr Wprobeta + Mineral =162,3 gr

W mineral= 33.9 Volumen de mineral en probreta= 20 ml

Densidad= 33.9 / 20

Densidad (mineral en seco)=1.7 gr/cc

Wmin=Densidad * V

Wmin=1.7 * 332.5

Wmin= 565.25 gr

Luego calculamos el volumen de Acido:

H2SO4 ....25 gr/lt

(25 gr/1000ml)*997.5 ml =24.93 gr

Densidad de H2SO4=1.84

WH2SO4= 24.93/1.84=13.58 ml

Temperatura= Ambiente

II.2-Procedimiento

Lo que haremos es una lixiviación de mineral de cobre diluido en ácido Sulfúrico .La solución se vierte en una botella y mediante agitación mecánica de la misma en posición horizontal se procede a lixiviar el mineral .A intervalos de 10 m se saca muestras de 5ml procediendo a centrifugar .La solución verdosa rica en iones de Cu+2 ,se separa del sólido centrifugado que inmediatamente vuelve a la botella para nuevamente hacer otro análisis identico al anterior .El pH debe mantenerse apróximadamente constante en todo momento.

La Reaccion Del Proceso

Cu+2 + H2SO4 = CuSO4 + H+

V=1 ml

Muestra Tiempo (min) pH v,t(ml) Normalidad [Cu+2] % Cu


1 10 5.2 2.5 0.25 7.94 42.19

2 20 5.4 3.8 0.38 12.07 64.13

3 30 5.5 2.7 0.27 8.58 45.59

4 40 5.6 2.5 0.25 7.94 42.19

5 50 5.9 2.4 0.24 7.62 40.49

6 60 6.0 2.3 0.23 7.31 38.84

7 70 6.1 2.3 0.23 7.31 38.84

8 80 6.2 2.1 0.21 6.67 35.44

9 90 6.2 2.1 0.21 6.67 35.44

10 100 6.2 2.0 0.20 6.35 33.74

11 110 6.3 2.0 0.20 6.35 33.74
7.94 = 0.25 * 63.54 /2

III.Calculo Del Orden De La Reaccion

Se sabe que la velocidad de reacción química “V” es:

A + B = C + D

Cu+2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H+

V=OC/Ot =K*C

Donde:

V=velocidad de reacción

C=Concentración

T= Tiempo

K=Constante de Velocidad

N=Orden de La Reacción

Aplicando logaritmo neperiano a la ecuación anterior ,obtendremos una ecuación que se asemeja a una ecuación de segundo grado a la cual se le calculara su intercepto con el eje Y y su pendiente m.

Ln( C/ t) =log K + nLog C

Según la gráfica de regresión lineal calculada se han obtenido los datos de

m=pendiente= 1.0216 como m= n

Por lo tanto el orden de la reacción es de n=1.0216

b = 0.1894 Log K =-0.1894 de donde : K=0.6465

Podemos hallar la Velocidad de Reacción:

V=( valor de K) *C

Luego :

V= 0.6465 * C

La finalidad de la práctica ,desde el punto de vista metalúrgico ,es determinar el tiempo de lixiviación del mineral para obtener la máxima recuperación y comparando con el volumen de reactivo utilizado averiguar si el método aplicado a la especie mineralógica es rentable o no.

Analisis cuantitativo del Cu

Solución Titulante

Tiosulfato de Sodio 0.1 N Na2S203.5H2O

Preparación :

Pesar 25 gr de tiosulfato de Na .Disolver en agua recientemente hervida y fría.

Agregar 0.11 gr de Na2CO3 y completar a 1L con agua hervida y fría .

Esta solución se estandariza vs cobre electrolitico.Se pesa 100 gr de Cu electrolítico y se debe gastar apróximadamente 16 ml de tiosulfato.

Solucion de Almidon.-2.4 gr de almidon se le agrega 7 ml de H2O destilada y se forma una pasta ,lentamente se agrega 500 ml de agua destilada hirviendo se agita se enfra y se agrega 4 grs de IK,completando el volumen a 2000ml (colocar en botella oscura).

ESTANDARIZACION DEL TIOSULFATO DE SODIO vs Cu ELECTROLITICO

Pesar 100 mg de Cu electrolítico ,poner en un enlemeyer de 125 ml y adicionar 5 ml de HNO3 concentrado y llevar asequedad ,diluir con 50 ml de aagua destilada y enfriar la solución .Añadir un gramo de yoduro de potasio KI agitar para disolver la solución y titular con la solución de Tiosulfato de Sodio 0.1 N hasta una coloración amarilla .

Agregar 2ml de la solución de almidon al 1% y continuar la valoración hasta que el color azul desaparezca completamente tomando la solución un color blanco lechoso .Anotar el gasto.

Factor=Peso Cu (gr)electrólitico /vol Na2S2O3.H2O gastado

Si la solución esta bien hecha ,100 mg de Cu electrolítico gastará 16 ml de Tiosulfato de Sodio 0.1 N

Por lo tanto el factor será:

F=0.100/16= 0.00625 gr de Cu/ ml de titulante

El porcentaje de Cu presente en una muestra se determina por :

%Cu= Gasto Na2S2O3*F*100/Pesomuestra

Para la muestra

La muestra procedente de la lixiviación se mide exactamente el volumen .

Se coloca en un enlenmeyer de 250 ml ,se le lleva a sequedad en una plancha ,se retira de la plancha y se diluye hasta 50 ml con H2O destilada .Agregar 2 ml de H3PO4 concentrado ,la solución fría se titula con Tiosulfato de Sodio previamente preparado .

Analisis Cuantitativo del Cobre

Muestra Peso Volumen Gastado % Cu
(ml)

1 2.7 9.8 2.268
2 2.2 7.5 2.130
3 2.2 7.4 2.102
4 2.3 7.1 1.929
5 2.7 8.8 2.037
6 2.4 7.9 2.057
7 3.7 12.5 2.111
8 3.8 12.8 2.162
9 3.8 12.9 2.121
10 3.5 11.8 2.107

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