La evaluación del tratamiento de restauración del orgánico

RESUMEN

En los procesos de extracción por solventes en una planta hidrometalúrgica de cobre, el reactivo orgánico pierde las propiedades físicas y químicas en función del tiempo de utilización, debido a la incorporación de sólidos que permanecen en suspensión, de compuestos tensoactivos y de productos de degradación del extractante. La disminución de la energía libre, los sólidos en suspensión y el aire, estabilizan las emulsiones, incrementando los arrastres y las pérdidas de reactivo orgánico en la planta.

         La degradación de orgánico trae como consecuencia un incremento en el tiempo de separación de fases y una disminución de la cinética de extracción, lo que trae como consecuencia una disminución en la recuperación del metal de interés. Además favorece una mayor generación de borra o crud y un incremento en el arrastre de orgánico en el refino y avance. Estas son las principales causas que contribuyen a generar pérdidas de orgánico en el sistema y determinan el consumo específico de extractante de la planta.

        El reactivo orgánico puede sin embargo recuperar sus propiedades físico-químicas mediante un tratamiento de restauración con arcillas, minerales silicatados o de base sílice como tierras diatoméas. Este tratamiento se realiza normalmente en las plantas de extracción por solventes, en forma batch o semicontínua, utilizando procesos de filtración o centrifugación.

        Se estudió la factibilidad de incrementar la eficiencia del tratamiento de restauración del orgánico de operación, utilizado en la planta de extracción por solventes de la División Radomiro Tomic - Codelco Chile, mediante un estudio tendiente a evaluar: 1) Materiales Absorbentes,  2) Efectividad en la restauración del orgánico de la planta, mediante el uso del filtro de prensa "Sperry" y 3) Parámetros importantes en el comportamiento del orgánico de operación, para finalmente proponer alternativas de tratamiento del reactivo orgánico en la planta industrial.

Los materiales absorbentes empleados para el estudio son: " Kieselgur 16" que es una tierra de alga diatoméa, el aluminosilicato hidratado "Zeolita", la bentonita activada "Organosorb" y el mineral particulado "Polvo de Chancado".

Las propiedades de la fase orgánica se determinaron en base a los siguientes parámetros: Tiempo de Separación de fases (TSF), Carga y Descarga Máxima, Tensión Superficial, Viscosidad, Densidad y Sólidos en Suspensión.

La evaluación del tratamiento de restauración del orgánico de la planta se realizó midiendo los parámetros anteriormente expuestos en muestras de planta que se tomaron con una peridiocidad semanal, por un período de cuatro meses. Las mediciones se realizaron antes y después del tratamiento.

        El tratamiento de restauración tiene un efecto significativo en el restablecimiento de las propiedades físico-químicas del orgánico, en particular sobre el tiempo de separación de fases, tensión superficial, carga máxima y sólidos en suspensión. El efecto resultó ser menos relevante sobre la  descarga máxima, viscosidad y densidad del reactivo orgánico, debido a la variabilidad frecuente en los resultados obtenidos para cada medición.

        Se pudo comprobar que el contenido de sólidos en la fase orgánica es sumamente influyente en la medición de cada uno de los parámetros estudiados, sobretodo a una concentración mayor a 10 ppm.

        La Tensión Superficial y Carga Máxima son inversamente proporcionales al Tiempo de Separación de Fases.    

        De los cuatros absorbentes estudiados, la Zeolita es el compuesto que entrega los mejores resultados en cuanto a tiempo de separación de fases, tensión superficial y carga máxima. En segundo orden el Kieselgur 16 u Organosorb, y por último el Polvo de Chancado.

         Las mejores dosis encontradas son: 2,5 (Kg/m3) de Zeolita, 3,5 (Kg/m3) de Kieselgur 16, 1 (Kg/m3) de Organosorb y 6 (Kg/m3) de Polvo de Chancado.

        La Capacidad de Intercambio Catiónico y Superficie Específica son las principales responsables en la restauración del orgánico de operación.

         La Zeolita presenta la mayor capacidad de intercambio catiónico y superficie específica. Luego el Organosorb, muy cerca el Kieselgur 16, y por último el Polvo de Chancado.

        Los sólidos concentrados en el fondo del estanque por decantación influyen en una pronta saturación del filtro Sperry, lo que trae como consecuencia una disminución de las propiedades físico-químicas del orgánico de operación.

        Entre las principales alternativas de tratamiento se propone la realización de pruebas a nivel industrial con "Zeolita" a una dosis de 2,5 (Kg/m3), variando el flujo y presión del filtro, tiempo de agitación y consumo de sólidos para la formación de precapa, o considerando dos etapas: una de restauración y otra de filtración, con recirculación de orgánico, sin formación de precapa.

Otra alternativa es conservar el mismo circuito actual de tratamiento con Kieselgur 16, con la salvedad de aumentar la dosis del compuesto de 1 a 3,5 (Kg/m3), manteniendo el mismo consumo de Kieselgur 16 para precapa, el mismo tiempo de agitación, y el mismo flujo y presión,  o el caso contrario, variando cada uno de estos parámetros.

CAPÍTULO I:  “INTRODUCCIÓN”

Hasta 1968, la industria extractiva del cobre recuperaba el metal desde soluciones débiles obtenidas de lixiviación (botaderos, pilas, in-situ) mediante cementación con chatarra de hierro. Solamente las soluciones de alta concentración, 25–50 gpl provenientes de percolación, agitación resultan económicamente factibles para someterlas a electrodepositación y obtener cátodos. Las soluciones a electro-obtención deben reunir condiciones que no incrementen el consumo de energía, además de obtener un depósito catódico óptimo. Es por esta razón que algunas instalaciones debieron someterse a purificación para rebajar el contenido de impurezas dañinas (Cl-, Fe3+, etc). Con la puesta en marcha de la Planta Blue Bird (Miami, Arizona) utilizando resina orgánica líquida, se inició industrialmente la obtención de cátodos a partir de soluciones débiles obtenidas en lixiviación en pilas. Este paso gigantesco en la hidrometalurgia del cobre, está permitiendo producir cátodos en las instalaciones del yacimiento a partir de soluciones obtenidas por lixiviación en pilas, botaderos, in-situ. En Chile, la extracción por solventes (SX) se inició con la explotación de Lo Aguirre en 1980 por S.M.Pudahuel aplicando el proceso          LIX-SX-EW.

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