CINETICA DE LA CEMENTACION

CINETICA DE LA CEMENTACION

1. INTRODUCCION

Uno de los procesos más antiguos, pero aún el más efectivo proceso siderometalúrgico para la recuperación de valores metálicos disueltos de soluciones acuosas es la cementación, un proceso que fue practicado por primera vez en el siglo XVI. En principio la reacción electroquímica, o reducción por contacto, es relativamente simple, comprendiendo la descarga de un ion metálico noble (tal como, el ión a ser cementado). En los tiempos modernos, este a sido usado extensamente para la recuperación de metales y la purificación de electrolitos.

El ejemplo más clásico de importancia industrial es la cementación de cobre con hierro, cementación de oro de soluciones cianuradas con polvo de zinc y cementación de cadmio de soluciones de sulfato de zinc electrolito con zinc metálico

1. OBJETIVOS

• Proponer una ecuación que describa la cinética  de la cementación.
• Estimar la constante cinética de la ecuación.

1. FUNDAMENTO TEORICO

3.1.-PROCESO DE CEMENTACIÓN DEL COBRE

La cementación es un proceso de precipitación química que permite retirar iones en solución agregando un reactivo precipitante. En el caso de iones metálicos disueltos la reacción se favorece agregando un metal más activo, según la serie electroquímica, como reactivo para formar un precipitado conocido como cemento. Este proceso es aplica en el tratamiento de efluentes de operaciones metalúrgicas.

3.2 REACCIONES DE CEMENTACIÓN

Mostramos las siguientes reacciones de cementación en los sistemas Clorurante y Sulfatante:

2 CuCl2 + 2 FeCl3 + 3 Fe° = 2Cu°+ 5 Fe Cl2 (1.0)

CuS04 + Fe° = Cu°  + FeSO4 (2.0)

a) El cemento de cobre de alta calidad tiene la ventaja de oxidarse rápidamente, mediante la formación de una película de óxido de cobre en la superficie, favorable para su disolución en medio acido.

b) La presencia de iones Fe++ y aire producen iones Fe+++ que ayudan a disolver el cobre metálico.

c) La cinética de lixiviación de Cu° es incrementada sustancialmente con el aumento de temperatura.

 3.3.- CINÉTICA DE LA CEMENTACIÓN

 La cinética de cementación con en la mayoría de las reacciones heterogéneas, es determinada por el área hábil sobre la cual el ion metálico noble va ser reducido. Sin embargo este parámetro área es mucho más complejo que lo uno pudiera sospechar inicialmente. De hecho el área que controla experimentalmente las velocidades de reacción observadas es determinada por la naturaleza del depósito de superficie. De acuerdo con esto no podría ser irrazonable sospechar que la constante de velocidad de reacción para un sistema dado podría ser una función de variables que afectan la estructura del depósito de superficie.  

3.4.- DEDUCCIÓN DEL MODELO.-

La variación de velocidad para un proceso de cementación es proporcional al área del hierro metálico y concentración inicial e inversamente proporcional al volumen de solución.

Esta dado por la siguiente ecuación estequiometria.

                                                   Cu2+  +   Fe  =   Fe2+   +    Cu

[pic 1]

[pic 2]

            Dónde:

           A= Área de hierro metálico [cm2].

           V= Volumen de la solución [ml]

           Integrando:

           Para n=1

[pic 3]

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