BR112018077057B1

BR112018077057B1 - Isoparafinas renováveis como diluente em um processo hidrometalúrgico de extração líquido-líquido

Info

Publication number: BR112018077057B1
Application number: BR112018077057-4A
Authority: BR
Inventors: Erkki Paatero; Rami Saario; Jukka KORTELAINEN; Maija Rouhiainen; Virpi Rãmõ
Original assignee: Outotec (Finland) Oy; Neste Corporation
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2022-06-14
Also published as: CN109476565B; CY1125106T1; WO2018007672A1; PE20190719A1; US10689728B2; MX2018015967A; US20190249273A1; HRP20210701T1; CN109476565A; HUE054004T2; EP3481794B1; CL2019000026A1; RS61782B1; BR112018077057A2; PT3481794T; ES2868800T3; EP3481794A1; CA3028359A1; CA3028359C; PL3481794T3

Abstract

A presente invenção refere-se a tecnologias hidrometalúrgicas, nas quais uma extração líquido-líquido, também chamada de extração por solvente, é usada para separar e concentrar íons metálicos. Mais particularmente, a invenção se refere à extração por solvente de cobre e de um diluente útil na extração por solvente de cobre. A invenção proporciona uma composição à base de material biológico, que satisfaz as propriedades físico-químicas que são necessárias para a extração por solvente. Além disso, a invenção proporciona uma composição que, além de fornecer uma alternativa mais favorável ao ambiente, também melhora o processo de extração por solvente de cobre.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção está correlacionada com tecnologias hidrometalúrgicas, em que a extração líquido-líquido, também chamada de extração por solvente, é usada para separar e concentrar íons metálicos. Mais particularmente, a invenção se refere à extração por solvente de cobre, e a um diluente útil em extração por solvente de cobre.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] A extração tipo líquido-líquido, também conhecida como extração por solvente, e particionamento constituem um método para separar compostos com base em suas solubilidades relativas, em dois diferentes líquidos imiscíveis, usualmente, água e um solvente orgânico. A extração por solvente é comumente usada em processos de separação de metais, permitindo que os metais sejam extraídos de soluções aquosas mediante uso de soluções orgânicas de extração. No segmento industrial, a maior aplicação de processos de extração por solvente é a extração de cobre de soluções aquosas de ácido sulfúrico, após a lixiviação do minério de cobre.

[0003] No campo da hidrometalurgia, a solução aquosa proveniente da lixiviação (solução geradora de lixívia), é colocada em contato em um dispositivo misturador-sedimentador com um agente de extração, isto é, um reagente de extração orgânico, dissolvido em um diluente orgânico, para transferir seletivamente o metal desejado da fase aquosa para uma fase imiscível em água. Após a separação de fase, a solução aquosa (o refinado) é reciclada de volta à lixiviação e a fase orgânica imiscível em água é deslocada para um outro misturador-sedimentador, onde é contatada com uma solução de decapagem aquosa, para proporcionar uma solução aquosa mais concentrada e mais pura do metal para posterior etapa de redução. A extração de metal requer, usualmente, dois ou mais estágios de extração consecutivos, para remover os metais alvos da alimentação aquosa.

[0004] Em relação ao desempenho técnico do processo de extração por solvente, os misturadores podem ser operados em um modo contínuo aquoso (isto é, gotículas orgânicas são dispersadas em água) ou em um modo contínuo orgânico (vice-versa). Devido a várias razões, um ou o outro modo proporciona um resultado geral ótimo para o processo de extração por solvente. A velocidade de separação de fase é altamente dependente da continuidade da fase e, normalmente, a dispersão contínua orgânica se separa mais rapidamente. Entretanto, em muitos casos, o processo geral ótimo funciona melhor com o sistema contínuo aquoso. Taxas de separação de fase mais rápidas em um sedimentador permitem o uso de sedimentadores menores, menor estoque de fase orgânica ou vazões e produtividade mais altas em instalações existentes. Para a operabilidade e a resolução de problemas de uma instalação de extração por solvente, é vantajoso que a diferença entre os sistemas contínuo aquoso e contínuo orgânico não seja muito grande, especialmente, em situações de partida ou em ventos acidentais de inversão de fase.

[0005] Os reagentes de extração de metal comumente usados na extração por solvente de cobre são diversos derivados de hidroxioxima, que são capazes de formar um quelato com o íon cobre. Esse complexo de cobre, de preferência, se distribui na fase orgânica durante o estágio de extração.

[0006] Diluentes convencionais usados em instalações de extração por solvente de cobre se originam de petróleo bruto fóssil. Existe uma ampla faixa de diluentes de hidrocarboneto disponíveis comercialmente. Um dos diluentes comumente usados é, por exemplo, Shellsol® D70, que contém cerca de 55% de hidrocarbonetos parafínicos e 45% de hidrocarbonetos naftênicos, com uma média de 11-14 átomos de carbono.

[0007] Nos dias de hoje há uma demanda global para substituir os solventes fósseis e diluentes contendo VOC (compostos orgânicos voláteis) por alternativas, devido às pressões ambientais e reguladoras e preocupações de saúde, bem como, o preço crescente e um suporte não estável de petróleo bruto.

[0008] Em uma tentativa de encontrar alternativas, tem sido considerada a possibilidade de uso de biodiesel, tais como, “Ésteres Alquílicos de Ácidos Graxos” (FAAE) e, especificamente, “Ésteres Metílicos de Ácido Graxo” (FAME) como diluente em métodos de extração de metal. Entretanto, as propriedades físicas e químicas destes compostos não são adequadas para a extração de metal. Além disso, os ésteres são submetidos a hidrólise em condição ácida elevada, que é o caso, por exemplo, na extração por solvente de cobre. A hidrólise catalisada por ácido dos ésteres resulta na formação de ácidos carboxílicos correspondentes, que são conhecidos para atuar como agentes de extração de metal, para alguns metais impuros.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0009] Um objetivo da presente invenção é proporcionar uma composição para a extração por solvente de cobre, de modo a superar os problemas acima mencionados, bem como, aliviar as desvantagens acima referidas. Os objetivos da invenção são alcançados por uma nova composição para a solução de extração de metal, compreendendo um diluente alternativo, que é caracterizado pelo que é estabelecido nas reivindicações independentes. As modalidades preferidas da invenção são apresentadas nas reivindicações dependentes.

[0010] Assim, pesquisas têm sido realizadas para a obtenção de potenciais diluentes bioderivados, com diversidade de propriedades físico-químicas, que são requeridas para um processo de extração por solvente. A invenção está fundamentada na inesperada realização de que quando se substitui o diluente à base de fóssil por um diluente isoparafínico renovável, a velocidade de separação da fase foi significativamente melhorada.

[0011] Uma vantagem da nova composição é que a mesma proporciona velocidades de separação de fase mais rápidas em um sedimentador, o que permite o uso de sedimentadores menores, bem como, estoque menor de fase orgânica ou vazões e produtividade mais altas em instalações existentes. Além disso, os resultados mostrados pela presente invenção implicam que a nova composição é menos sujeita à decomposição do diluente.

[0012] A presente invenção mostra que mediante a substituição de apenas parte de um componente à base de fóssil convencional, na composição para a extração por solvente por um componente isoparafínico renovável, o processo de extração por solvente de cobre é melhorado.

[0013] A evaporação de compostos orgânicos voláteis da fase do solvente orgânico é diminuída em um sistema em que o diluente de extração orgânica convencional é parcial ou totalmente substituído por um diluente isoparafínico renovável. Além disso, a perda por evaporação da fase do solvente orgânico na temperatura de operação (tipicamente, 40-60°C) é significativamente reduzida em um sistema em que o diluente de extração orgânica convencional é substituído por um diluente isoparafínico renovável.

[0014] A invenção proporciona uma composição de base biológica, que satisfaz às propriedades físico- químicas que são requeridas para um processo de extração por solvente. Além disso, a invenção proporciona uma composição, que, além de proporcionar uma alternativa mais favorável ao ambiente, também melhora o processo de extração por solvente de cobre.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes por meio de modalidades preferidas, fazendo-se referência aos desenhos anexos, nos quais: Figura 1 mostra um teste cinético e de equilíbrio com um diluente convencional e um diluente renovável, em uma solução de extração de cobre; Figura 2 mostra as curvas de destilação de um diluente orgânico convencional, Shellsol® D70, uma mistura de solvente Shellsol® D70 e Neste Renewable Isoalkane, em proporção de 80/20, e Neste Renewable Isoalkane, como tal; Figura 3 mostra o resíduo de evaporação de Shellsol® D70 Neste Renewable Isoalkane, a 40°C. 77 g de amostra foram colocadas em um forno e pesadas em intervalos selecionados. Duas amostras paralelas foram estudadas; Figura 4 mostra testes de separação de fase com uma fase orgânica tensionada. O diluente preparado consistiu totalmente de Shellsol® D70, ou de Neste Renewable Isoalkane do tipo 1 e tipo 2, em que a distribuição do número de carbonos da amostra 1 usada no exemplo foi: 8% em peso de hidrocarbonetos C15, 17% em peso de hidrocarbonetos C16, 24% em peso de hidrocarbonetos C17 e 37% em peso de hidrocarbonetos C18. A distribuição do número de carbonos da amostra 2 usada no exemplo foi: 12% em peso de hidrocarbonetos C15, 31% em peso de hidrocarbonetos C16, 16% em peso de hidrocarbonetos C17 e 32% em peso de hidrocarbonetos C18; e Figura 5 mostra testes de laboratório de equilíbrio e cinética com uma fase orgânica tensionada. O diluente preparado consistiu totalmente de Shellsol® D70 ou de Neste Renewable Isoalkane (amostra 1 e amostra 2). A distribuição do número de carbonos da amostra 1 usada no exemplo foi: 8% em peso de hidrocarbonetos C15, 17% em peso de hidrocarbonetos C16, 24% em peso de hidrocarbonetos C17 e 37% em peso de hidrocarbonetos C18. A distribuição do número de carbonos da amostra 2 usada no exemplo foi: 12% em peso de hidrocarbonetos C15, 31% em peso de hidrocarbonetos C16, 16% em peso de hidrocarbonetos C17 e 32% em peso de hidrocarbonetos C18.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0016] A presente invenção refere-se à extração tipo líquido-líquido de metais, especialmente, à extração líquido-líquido de cobre, em que o aperfeiçoamento do processo de extração líquido-líquido é obtido pelo uso de uma nova composição de solvente de extração.

[0017] Especificamente, a presente invenção refere-se a uma composição de base biológica para a extração metálica de cobre, compreendendo um reagente de extração de metal em um diluente, em que o diluente compreende isoparafinas renováveis isoladas ou em mistura com um diluente à base de solvente fóssil convencional.

[0018] Mais especificamente, a invenção refere-se a uma composição de base biológica, contendo 5-40% em volume de um reagente de extração de metal e 60-95% em volume de diluente, cujo diluente compreende 10-100% em peso de um primeiro diluente orgânico e, opcionalmente, 090% em peso de um segundo diluente orgânico, em que o primeiro diluente orgânico é uma mistura de hidrocarbonetos compreendendo 80-98% em peso de hidrocarbonetos C15-C20, tendo pelo menos 60% em peso de isoparafinas em relação ao peso total de hidrocarbonetos, e o segundo diluente orgânico compreende naftenos numa quantidade superior a 10% em peso, de preferência, de 20 a 50% em peso.

[0019] Um solvente é uma substância que dissolve um soluto (um líquido, sólido ou gás quimicamente diferente), resultando em uma solução. Diluente é usado como um termo em extração por solvente, para um solvente orgânico inerte, no qual um agente de extração de metal (extrator) é dissolvido. Na extração por solvente, o diluente pode ser usado como solvente para dissolver e diluir um agente de extração, bem como, complexos de extrator-metal, e de modo que o extrator seja adequado para uso em um processo de extração tipo líquido-líquido.

[0020] A composição de base biológica, conforme aqui usada, significa que uma parte da composição se origina de matérias-primas biológicas renováveis. A matéria-prima biológica renovável pode ser originada de plantas ou animais. O material pode ser selecionado de óleos vegetais, gorduras animais, óleos de peixe e misturas dos mesmos. Exemplos de adequadas matérias-primas biológicas incluem, sem que seja a isso limitado, óleo de semente de colza, óleo de canola, óleo de colza, resina líquida, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de cânhamo, azeite de oliva, óleo de linhaça, óleo de mostarda, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de rícino, óleo de coco, gorduras animais, tais como, sebo, gordura, gorduras alimentares recicladas, materiais de partida produzidos por engenharia genética, e materiais de partida biológicos produzidos por micróbios, tais como, algas e bactérias. Outros produtos de condensação, ésteres ou outros derivados obtidos a partir de matérias-primas biológicas podem também ser usados como materiais de partida. Além disso, matérias-primas recicladas de origem biológica também são adequadas.

[0021] O óleo derivado de uma matéria-prima biológica é tratado por hidratação e isomerizado. Exemplos de tal processo são apresentados no documento de patente da Finlândia, FI 100248, Exemplos 1-3. De acordo com a invenção, isoparafinas derivadas de matéria-prima biológica renovável são usadas como um primeiro diluente orgânico na composição. As isoparafinas renováveis consistem de uma mistura de hidrocarbonetos (isoalcanos), compreendendo 8098% em peso de hidrocarbonetos C15-C20, tendo pelo menos 60% em peso de isoparafinas em relação ao peso total de hidrocarbonetos. O primeiro diluente orgânico na composição pode, opcionalmente, conter 0,01-5% em peso de hidrocarbonetos C21-C36 e 0,01-15% em peso de hidrocarbonetos C1-C14.

[0022] O primeiro diluente orgânico compreende de 0 a 5% em peso de naftenos, de preferência, de 0 a 2% em peso de naftenos, e 100-95% em peso de parafinas, preferivelmente, 100-98% em peso de parafinas, com relação ao peso total da composição.

[0023] O primeiro diluente orgânico é de base biológica. O teor do isótopo 14C do primeiro diluente orgânico é maior que 90%, de preferência, maior que 99%. O teor do isótopo 14C indica o teor biogênico da amostra. A deterioração radioativa do isótopo de carbono beta-14C pode ser detectada por contagem de cintilação líquida. Em materiais fósseis o isótopo 14C está completamente deteriorado, enquanto que em materiais biológicos o isótopo 14C está presente em quantidade relativa à quantidade produzida na atmosfera.

[0024] Em algumas modalidades, o primeiro diluente orgânico compreende parafinas, em que da quantidade total de parafinas, 5-15% em peso é C15, 10-35% em peso é C16, 10-30% em peso é C17, 20-45% em peso é C18, mais que 0-5% em peso é C19 e mais que 0-5% em peso é C20. O número de carbonos denota átomos de carbono em cada molécula de parafina. O primeiro diluente compreende mais que 0-5% em peso de C19 e C20, significando que a quantidade destas parafinas pode ser de até 5%. De preferência, a quantidade total de isoparafinas no primeiro diluente orgânico é de pelo menos 85% em peso, 90% em peso, 93% em peso e 95% em peso.

[0025] Em algumas modalidades, o primeiro diluente orgânico compreende hidrocarbonetos C15, compreendendo 5-20% em peso de n-parafinas e 80-95% em peso de i-parafinas, hidrocarbonetos C16, que compreendem 0,515% em peso de n-parafinas e 85-99, 5% em peso de i- parafinas, hidrocarbonetos C17, compreendendo 3-15% em peso de n-parafinas e 85-97% em peso de i-parafinas, hidrocarbonetos C18, compreendendo 0,1-10% em peso de n- parafinas e 90-99,9% em peso de i-parafinas, hidrocarbonetos C19, compreendendo 0,1-15% em peso de n- parafinas e 85-99,9% em peso de i-parafinas, e hidrocarbonetos C20, compreendendo 0,1-10% em peso de n- parafinas e 90-99,9% em peso de i-parafinas, onde n- parafina indica parafinas normais e i-parafinas indica isoparafinas.

[0026] O primeiro diluente orgânico usado na composição da invenção compreende impurezas (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mo, Na, Ni, Si, P, Pb, V, Zn, Mn), de preferência, em quantidade inferior a 0,1 mg/kg, determinada pelo método ASTM D5185. O primeiro diluente orgânico, isoladamente ou como parte da composição diluente de extração de metal, tem efeito positivo sobre o desempenho físico na extração por solvente.

[0027] O segundo diluente orgânico na composição da invenção compreende naftenos, numa quantidade superior a 10% em peso, de preferência, de 20 a 50% em peso. Tipicamente, é um solvente de hidrocarboneto à base de fóssil. O termo fóssil é aqui usado para indicar componentes diluentes ou composições que ocorrem naturalmente, e que são derivados de fontes não renováveis. Exemplos de tais fontes não renováveis podem incluir depósitos de óleo/gás de petróleo, depósitos de óleo/gás de xisto, depósitos de gás natural, depósitos de carvão, e similares, e combinações dos mesmos, incluindo quaisquer depósitos carregados de hidrocarbonetos que podem ser minerados/extraídos de fontes do solo ou subterrâneas. Os combustíveis fósseis, em geral, são considerados recursos não renováveis. O termo fóssil também aqui se refere aos resíduos de fontes não renováveis. Diluentes úteis na invenção incluem qualquer diluente orgânico móvel, ou mistura de diluentes, que é imiscível com água e inerte sob as condições de extração para os outros materiais presentes. Dito diluente pode ser qualquer diluente de hidrocarboneto convencional usado em extração por solvente de cobre. Tal diluente é, por exemplo, Shellsol® D70.

[0028] A composição da invenção pode conter como diluente apenas o primeiro diluente orgânico, entretanto, o diluente também pode ser uma mistura do primeiro diluente orgânico e segundo diluente orgânico. Em algumas modalidades, a composição compreende 15%-25% em volume de reagente de extração de metal e 75%-85% em volume de diluente, de cujo diluente, 10 a 90% em peso constitui o primeiro diluente orgânico e 10-90% em peso constitui o segundo diluente orgânico.

[0029] Em outra modalidade, a composição compreende 15%-25% em volume de um reagente de extração de metal e 75%-85% em volume de diluente, de cujo diluente, 10%-30% em peso constitui o primeiro diluente orgânico, e 70%-90% em peso constitui o segundo diluente orgânico.

[0030] A composição da invenção compreende um reagente de extração e um diluente de hidrocarboneto, em que o reagente de extração, de preferência, é um derivado de hidroxioxima, cujo grupo oxima apresenta uma estrutura de uma aldoxima ou de uma cetoxima. Assim, o trocador de cátion quelante líquido promove a quelatação do cobre catiônico na fase orgânica. Exemplos de hidroxioximas particularmente adequadas incluem as orto- hidroxiarilcetoximas, orto-hidroxiarilaldoximas e misturas das mesmas. Tanto as cetoximas como as aldoximas são agentes de extração de cobre viáveis. Entretanto, as aldoximas são mais eficientes do que as cetoximas e são mais seletivas em relação ao ferro.

[0031] As cetoximas e as aldoximas da presente invenção têm, de preferência, a fórmula geral (1):

em que R1 é C8-15-alquila e R2 é H, metila ou fenila.

[0032] Além disso, a solução orgânica de extração pode compreender um agente modificador orgânico, que pertence a pelo menos um dos grupos: álcool, fenol, éster, diéster, éter, diéter, cetona, amida ou nitrila. Há vários agentes de extração comerciais que pertencem à classe das hidroxioximas; por exemplo, ACORGA® M5640, disponibilizada pelo Cytec Solvay Group, que é usada nos exemplos seguintes.

[0033] A presente invenção refere-se ainda ao uso de hidrocarbonetos que compreendem 80-98% em peso de hidrocarbonetos C15-C20, tendo pelo menos 60% em peso de isoparafinas com relação à quantidade total de hidrocarbonetos na extração líquido-líquido de metais, especialmente, na extração por solvente de cobre. O uso desses hidrocarbonetos permite contribuir para uma indústria de extração por solventes ambientalmente sustentável.

EXEMPLOS Exemplo 1

[0034] Testes de laboratório de cinética e de equilíbrio foram realizados de acordo com procedimentos padrões (ver "ACORGA® Extraction Reagents: Standard Test Methods", em Cytec Technology Note, Cytec Industries, 2005). As condições foram: Fase aquosa: 6 g/L de Cu, 1 g/L de Fe3+, 60 g/L de SO4, pH inicial = 2,8, temperatura 22°C, proporção em volume de fase 1:1; Fase orgânica: 20% em volume de reagente de extração de metal e 80% em volume de diluente.

[0035] O reagente de extração de metal usado foi ACORGA® M5640, disponibilizado pelo Cytec Solvay Group. O diluente foi recém-preparado e consistia totalmente de Shellsol® D70 ou de uma mistura tendo 80% em volume de Shellsol® D70 e 20% em volume de Neste Renewable Isoalkane (isoparafina renovável).

[0036] A distribuição do número de carbonos do Neste Renewable Isoalkane usado no exemplo (e nos exemplos seguintes) foi: 8% em peso de hidrocarbonetos C15, dos quais 11% em peso de n-parafinas e 89% em peso de i- parafinas, 17% em peso de hidrocarbonetos C16, dos quais 8% em peso de n-parafinas e 92% em peso de i-parafinas, 24% em peso de hidrocarbonetos C17, dos quais 8% em peso de n- parafinas e 92% em peso de i-parafinas, 37% em peso de hidrocarbonetos C18, dos quais 2% em peso de n-parafinas e 98% em peso de i-parafinas.

[0037] Os resultados dos experimentos cinéticos são mostrados na figura 1. A correspondente área de valores de equilíbrio é apresentada na seguinte Tabela 1.

[0038] O teste demonstra o efeito do diluente isoparafínico renovável (Neste Renewable Isoalkane) em relação à cinética de extração para o cobre (Figura 1) e a carga de Cobre e a rejeição de ferro (tabela 1).

Exemplo 2

[0039] Testes de separação de fase foram realizados em condições de laboratório. Os testes foram realizados de tal modo que a agitação após a extração por solvente do cobre no misturador foi interrompida e a separação das duas fases líquidas foi então visualmente monitorada. A continuidade de fase foi controlada durante a mistura, em que ocorreu uma fase orgânica contínua ou uma fase aquosa contínua. O "tempo de separação de fase" foi determinado a partir da altura registrada da fase aquosa sedimentada, de acordo com o método descrito na página 5, no Artigo de "ACORGA® Extraction Reagents: Standard Test Methods/Phase Disengagement" descrito na Cytec Technology Note, Cytec Industries, 2005. Os testes de separação de fase foram feitos nas seguintes condições: Fase aquosa: 6 g/L de Cu, 1 g/L de Fe3+, 60 g/L de SO4, pH inicial = 2,8, temperatura 22°C, proporção em volume de fase 1:1; Fase orgânica: 20% em volume de reagente de extração de metal e 80% em volume de diluente.

[0040] O reagente de extração de metal usado foi ACORGA® M5640, disponibilizado pelo Cytec Solvay Group. O diluente foi recém-preparado e consistia totalmente de Shellsol® D70 ou de uma mistura tendo 80% em volume de Shellsol® D70 e 20% em volume de Neste Renewable Isoalkane.

[0041] Os resultados são mostrados na tabela 2 apresentada a seguir.

[0042] O teste demonstra o efeito do Neste Renewable Isoalkane com relação ao desempenho físico em aparelhos de contato de extração por solvente. Os resultados mostram que uma adição do diluente Neste Renewable Isoalkane proporciona um significativo efeito positivo no estágio de extração, quando o sistema é contínuo em fase aquosa (ver a Tabela 1).

Exemplo 3

[0043] Os testes de separação de fase, conforme descrito no Exemplo 2, foram repetidos utilizando as mesmas misturas de fase orgânica, exceto em que a fase orgânica foi primeiramente tensionada por duas semanas mediante agitação, com uma solução de ácido sulfúrico de concentração de 500 g/L, utilizando uma relação de volume de fase de 1:1.

[0044] Os resultados com a fase orgânica tensionada estão em conformidade com os resultados mostrados no Exemplo 2. O diluente contendo isoparafina renovável (Neste Renewable Isoalkane) proporciona uma separação de fase mais rápida na extração por solvente de cobre do que um diluente orgânico convencional. Além disso, o resultado significa que o diluente isoparafínico renovável é menos sujeito à degradação do diluente. Nenhum composto oxigenado foi detectado da amostra de diluente usada contendo 80% em volume de Shellsol® D70 e 20% em volume de Neste Renewable Isoalkane, conforme verificado por análise de GC-MS.

Exemplo 4

[0045] A evaporação de compostos orgânicos voláteis (VOC) da fase de solvente orgânico é diminuída em um sistema em que o diluente de extração orgânico convencional é parcial ou totalmente substituído por Neste Renewable Isoalkane.

[0046] As curvas de destilação de um diluente orgânico D70 convencional, uma mistura de diluente D70 e Neste Renewable Isoalkane em proporção de 80/20, e Neste Renewable Isoalkane, como tal, são ilustradas na figura 2. De acordo com a diretriz 2004/42/CEA, qualquer composto orgânico VOC tendo um ponto de ebulição inicial menor ou igual a 250°C é medido a uma pressão atmosférica padrão de 101,3 kPa. A fração evaporada abaixo de 250°C pode ser observada a partir das curvas, como ponto de destilação E- 250°C. O diluente D70 é totalmente evaporado abaixo de 250°C, enquanto que para a mistura de 80% de D70 e 20% de Neste Renewable Isoalkane, o ponto de destilação E-250° C é de 81,4% em volume, e para o Neste Renewable Isoalkane puro é de 7,9% em volume. Assim, há uma redução clara na quantidade de VOCs, assim como, na quantidade de perda de evaporação do diluente, quando a quantidade de Neste Renewable Isoalkane na fase de solvente orgânico é aumentada.

Exemplo 5

[0047] A perda por evaporação de fase de solvente orgânico na temperatura de operação máxima (40°C) é significativamente reduzida em um sistema em que o diluente de extração orgânica convencional é substituído por um Neste Renewable Isoalkane.

[0048] A preparação do teste foi como segue: duas amostras paralelas (77g) de cada líquido testado foram colocadas em um prato aberto e deixadas evaporar a 40°C sob ventilação suave. As amostras foram pesadas em determinados intervalos.

[0049] A perda por evaporação de diluentes a 40°C, que é a temperatura máxima de utilização do diluente no processo de extração, é apresentada na figura 3. A deterioração do reagente orgânico a uma temperatura acima de 40°C é um fator limitativo para a temperatura do processo de extração. Conforme observado a partir da figura 3, a evaporação a 40°C é bastante limitada para o dito Neste Renewable Isoalkane, em que um valor acima de 90% do diluente permanece após 168 horas. Somente 24% do diluente convencional Shellsol® D70 permaneceu após 168 horas nas mesmas condições. O resultado demonstra claramente a necessidade reduzida de solvente de compensação no sistema a 40°C.

Exemplo 6

[0050] Testes de separação de fase com a fase orgânica tensionada foram realizados em condições de laboratório. Os testes foram realizados de tal modo que a agitação após a extração por solvente do cobre no misturador foi interrompida e a separação das duas fases líquidas foi então visualmente monitorada. A continuidade de fase foi controlada durante a mistura, em que ocorreu uma fase orgânica contínua ou uma fase aquosa contínua. O "tempo de separação de fase" foi determinado a partir da altura registrada da fase aquosa sedimentada, de acordo com o método descrito na página 5, no Artigo de "ACORGA® Extraction Reagents: Standard Test Methods/Phase Disengagement" descrito na Cytec Technology Note, Cytec Industries, 2005. Os testes de separação de fase foram feitos nas seguintes condições: Fase aquosa: 6 g/L de Cu, 2 g/L de Fe3+, 60 g/L de SO4, pH inicial = 1,2, temperatura 22°C, proporção em volume de fase 1:1; Fase orgânica: 20% em volume de reagente de extração de metal e 80% em volume de diluente. O reagente de extração de metal usado foi ACORGA® M5640, disponibilizado pelo Cytec Solvay Group. Ambas as fases foram misturadas continuamente, juntas em uma unidade agitadora à temperatura ambiente por 6 meses. O tempo de separação de fase foi medido a partir da mistura das 2 fases, em 0, 3 e 6 meses, em diferentes continuidades.

[0051] O diluente preparado consistiu totalmente de Shellsol® D70 ou de Neste Renewable Isoalkane do tipo 1 ou do tipo 2. A distribuição do número de carbonos da amostra 1 usada no exemplo foi: 8% em peso de hidrocarbonetos C15, 17% em peso de hidrocarbonetos C16, 24% em peso de hidrocarbonetos C17 e 37% em peso de hidrocarbonetos C18. A distribuição do número de carbonos da amostra 2 usada no exemplo foi: 12% em peso de hidrocarbonetos C15, 31% em peso de hidrocarbonetos C16, 16% em peso de hidrocarbonetos C17 e 32% em peso de hidrocarbonetos C18. Os resultados são mostrados na figura 4.

[0052] O teste demonstra a resistência à tensão de oxidação dos diferentes diluentes no processo de extração por solvente. Os resultados mostram que o desempenho da separação de fase do diluente Neste Renewable Isoalkane é similar ao desempenho do diluente de referência na continuidade aquosa. Também, o tempo de separação de fase do diluente Neste Renewable Isoalkane na continuidade orgânica apresenta um nível típico que se observa no processo de extração por solvente.

Exemplo 7

[0053] Testes de laboratório de equilíbrio e cinética com fase orgânica tensionada foram realizados, de acordo com procedimentos padrões (ver "ACORGA® Extraction Reagents: Standard Test Methods", descritos em Cytec Technology Note, Cytec Industries, 2005. As condições de teste de tensão orgânica foram: Fase Aquosa: 6 g/L de Cu, 2 g/L de Fe3+, 60 g/L De S04, pH inicial = 1,2, temperatura 22° C, proporção de volume de fase 1:1; Fase Orgânica: 20% em volume de reagente de extração de metal e 80% em volume de diluente. O reagente de extração de metal usado foi ACORGA® M5640, disponibilizado pelo Cytec Solvay Group. Ambas as fases foram misturadas continuamente, juntas em uma unidade agitadora à temperatura ambiente por 6 meses. A carga e o desempenho da cinética de extração dos diluentes foram medidos após 6 meses, utilizando a fase orgânica tensionada. A fase aquosa sintética usada no teste de cinética de carga foi a mesma solução aquosa usada no teste de tensão. A proporção de volume de fase foi de 1:1. A fase aquosa sintética usada no teste de cinética de extração foi de 33 g/L de Cu, 180 g/L de H2SO4, temperatura de 22°C, e proporção de volume de fase de 1:1.

[0054] O diluente preparado consistiu totalmente de Shellsol® D70 ou de Neste Renewable Isoalkane (amostra 1 e amostra 2). A distribuição do número de carbonos da amostra 1 usada no exemplo foi: 8% em peso de hidrocarbonetos C15, 17% em peso de hidrocarbonetos C16, 24% em peso de hidrocarbonetos C17 e 37% em peso de hidrocarbonetos C18. A distribuição do número de carbonso da amostra 2 usada no exemplo foi: 12% em peso de hidrocarbonetos C15, 31% em peso de hidrocarbonetos C16, 16% em peso de hidrocarbonetos C17 e 32% em peso de hidrocarbonetos C18. Os resultados dos experimentos cinéticos são mostrados na figura 5.

[0055] Os resultados dos testes de cinética de carga e de extração dos diluentes após o teste de resistência à tensão mostram que a performance do diluente Neste Renewable Isoalkane é adequada para o processo de extração por solvente. Também, a seletividade de ferro/cobre foi medida, sendo no mesmo nível em todos os testes de cinética.

[0056] Será óbvio para um especialista versado na técnica que, conforme o avanço da tecnologia, o conceito inventivo pode ser implementado de diversas maneiras. A modalidades não estão limitadas aos acima, podendo variar dentro do escopo anexas.

Claims

1. Composição de base biológica para extração líquido-líquido de metais, a composição caracterizada pelo fato de que compreende: de 5 a 40% em volume de um reagente de extração de metal e de 60 a 95% em volume de diluente, em que o diluente compreende: de 10 a 100% em peso de um primeiro diluente orgânico de origem biológica, compreendendo hidrocarbonetos compreendendo de 80 a 98% em peso de hidrocarbonetos C15-C20 possuindo pelo menos 60% em peso de isoparafinas em relação à quantidade total de hidrocarbonetos; e de 0 a 90% em peso de um segundo componente de diluente orgânico compreendendo mais de 10% em peso de naftenos, preferivelmente de 20% a 50% em peso; em que a quantidade total de isoparafinas no primeiro diluente orgânico é de pelo menos 85% em peso.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro diluente orgânico compreende: de 0 a 5% em peso de naftenos, preferivelmente, de 0 a 2% em peso de naftenos, e de 100 a 95% em peso de parafinas, preferivelmente, de 100 a 98% em peso.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o primeiro diluente orgânico compreende parafinas, em que da quantidade total de parafinas, de 5 a 15% em peso é C15, de 10 a 35% em peso é C16, de 10 a 30% em peso é C17, de 25 a 45% em peso é C18, mais de 0 a 5% em peso é C19 e mais de 0 a 5% em peso é C20.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo fato de que a quantidade total de isoparafinas no primeiro diluente orgânico é de pelo menos 90% em peso, 93% em peso e 95% em peso.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro diluente orgânico compreende: hidrocarbonetos C15 compreendendo de 5% a 20% em peso de n-parafinas e de 80% a 95% em peso de i-parafinas; hidrocarbonetos C16 compreendendo de 0,5% a 15% em peso de n-parafinas e de 85% a 99,5% em peso de i- parafinas; hidrocarbonetos C17 compreendendo de 3% a 15% em peso de n-parafinas e de 85% a 97% em peso de i-parafinas; hidrocarbonetos C18 compreendendo de 0,1% a 10% em peso de n-parafinas e de 90% a 99,9% em peso de i- parafinas; em peso de n-parafinas e de 85% a 99,9% em peso de i- parafinas; e em peso de n-parafinas e de 90% a 99,9% em peso de i- parafinas.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo fato de que a quantidade de reagente de extração de metal é de 15 a 25% em volume da composição.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizada pelo fato de que a quantidade do primeiro diluente orgânico é de 10 a 90% em peso, e a quantidade do segundo diluente orgânico é de 10 a 90% em peso do diluente.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizada pelo fato de que a quantidade do primeiro diluente orgânico é de 10 a 30% em peso e a quantidade do segundo diluente orgânico é de 70 a 90% em peso do diluente.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o reagente de extração de metal é hidroxioxima.

10. Uso de uma composição caracterizado pelo fato de que é na extração líquido-líquido de metais, a composição compreendendo: de 5 a 40% em volume de um reagente de extração de metal e de 60 a 95% em volume de diluente, em que o diluente compreende: de 10 a 100% em peso de um primeiro diluente orgânico de origem biológica, compreendendo hidrocarbonetos compreendendo de 80 a 98% em peso de hidrocarbonetos C15-C20 possuindo pelo menos 60% em peso de isoparafinas em relação à quantidade total de hidrocarbonetos; e de 0 a 90% em peso de um segundo componente de diluente orgânico compreendendo mais de 10% em peso de naftenos, preferivelmente de 20% a 50% em peso; em que a quantidade total de isoparafinas no primeiro diluente orgânico é de pelo menos 85% em peso.

11. Uso, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que é para extração líquido-líquido de cobre.