BRPI0919679B1

BRPI0919679B1 - Composição de extração por solvente, processo para recuperar um metal de uma solução ácida aquosa, e,método para reduzir degradação de uma composição deextração por solvente

Info

Publication number: BRPI0919679B1
Application number: BRPI0919679-0A
Authority: BR
Inventors: John Campbell; Susan Owens; Matthew Soderstrom; Troy Bendnarsk; Gustavo Marin
Original assignee: Cytec Technology Corp
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2021-02-17
Also published as: CA2740395A1; ES2614889T3; CN102187000A; CY1118939T1; IL212126A; IL212126A0; CL2011000818A1; RU2011119518A; AU2009303749A1; BRPI0919679A2; MX2011003865A; AR073831A1; RU2518872C2; WO2010044972A1; PE20120129A1; EP2337872B1; MA32778B1; AU2009303749B2; AP2938A; MY176957A

Abstract

COMPOSIÇÃO DE EXTRAÇÃO POR SOLVENTE, PROCESSO PARA RECUPERAR UM METAL DE UMA SOLUÇÃO ÁCIDA AQUOSA, E, MÉTODO PARA REDUZIR DEGRADAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE EXTRAÇÃO POR SOLVENTE Composições de extração por solvente tendo um agente de extração de ortoidroxiariloxima, um agente anti-degradação, e um solvente orgânico imiscível em água, processos para extrair um metal de uma solução ácida aquosa usando o mesmo, e métodos para reduzir degradação de tais composições são providas aqui.

Description

COMPOSIÇÃO DE EXTRAÇÃO POR SOLVENTE, PROCESSO PARA EXTRAIR UM METAL DE UMA SOLUÇÃO ÁCIDA AQUOSA, E, MÉTODO PARA REDUZIR DEGRADAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE EXTRAÇÃO DE METAL Campo da Invenção

[0001] Esta invenção refere-se às composições de agentes anti-degradação solúveis orgânicos e agentes de extração de oxima para uso na extração por solvente de metais a partir de alimentações contendo nitrato. Mais especificamente, as composições de acordo com a invenção são resistentes nitração e hidrólise quando utilizadas na presença destas alimentações contendo nitrato.

Fundamentos da Invenção

[0002] Os agentes de extração por solvente são bem conhecidos para a recuperação de metais, especialmente cobre, a partir correntes aquosas e incluem reagentes de oxima, particularmente o-hidroxiariloximas e o-hidroxiarlicetoximas. Embora tais reagentes tenham sido observados de funcionar bem na recuperação de cobre da solução, um problema que foi encontrado na aplicação de tais reagentes é que os reagentes de oxima e cetoxima que estão em uso contínuo em circuitos de extração de metal podem ser degradados e o nível de degradação pode prejudicar a eficiência da transferência de metal da solução de lixiviação para a solução de extração. Em particular, foi observado que este problema é mais acentuado quando os valores de metal são extraídos de certos minérios. No Chile existem grandes depósitos de mineral dos quais são referidos como depósitos de cobre pórfiros. Normalmente tais depósitos não contêm altas concentrações de nitrato, mas em muito poucas partes do mundo os depósitos podem conter grandes quantidades de nitrato. De particular observação estão os depósitos de cobre na região do deserto de Atacama, no norte do Chile, onde a mineralogia da região dá origem a nitratina ou salitre do Chile (NaNO3), um mineral com alta solubilidade assim como nitro (KNO3). Estes minérios foram observados de causar problemas no processo de extração por solvente, especialmente com a degradação dos reagentes de extração por solvente.

[0003] Nos últimos anos vários artigos e patentes têm surgido os quais ofereceram meios de reduzir a taxa de degradação de oximas em contato com as alimentações contendo nitrato. Muitos destes envolveram os ajustes operacionais nas soluções de lixiviação significativas (PLS), estes incluíam a redução da concentração de nitrato, elevação do pH, controle do potencial de oxirredução do mecanismo alimentador e redução da transferência de impurezas da solução de lixiviação para o eletrólito. Dadas as altas taxas de fluxo da PLS nos processos de extração por solvente, a combinação de um ou mais desses ajustes em uma chapa de fluxo do circuito de extração não é uma questão trivial. A adição de supressores de ácido nitroso tais como o ácido sulfâmico ou uréia no eletrólito circulante é demonstrada ser uma proteção eficaz para as oximas se os íons de nitrato forem transferidos da lixiviação para a solução eletrolítica. Outra meio de abordar o problema foi usar um reagente com base em oxima de 2-hidróxi-5-alquil-acetofenona (cetoxima) que foi relatada de apresentar estabilidade aumentada àquela de salicilaldoximas em contato com as correntes aquosos deste tipo. As formulações de cetoxima contêm uma maior concentração de nonil fenol residual carregado através de sua fabricação e como mostrado nesta patente este fenol residual pode, em parte, ser responsável por sua estabilidade aumentada em relação àquela das salicilaldoximas. As cetoximas são reagentes mais fracos do que as salicilaldoximas, de maneira que em uso estas o-hidroxiarilcetoximas na extração de cobre podem ser limitadas quando se deslocam para os mecanismos alimentadores de pH mais elevado ou mais baixo. O fornecimento de uma formulação de oxima forte que é estável a estas alimentações aquosas agressivas anularia a necessidade de ajustes dispendiosos para a PLS, enquanto que permite a recuperação máxima de cobre a partir de soluções com alto teor de cobre / pH baixo.

[0004] As formulações de reagente que pudessem resistir a esta degradação acentuada em contato com estas correntes ou condições semelhantes, seriam um avanço na tecnologia existente.

Sumário da Invenção

[0005] O uso de agentes orgânicos solúveis anti-degradação na formulação com agentes de extração de salicilaldoxima e/ou cetoxima modificados ou não modificados reduz a taxa de nitração e hidrólise das oximas, tanto durante a extração quanto durante a remoção de cobre da fase orgânica, quando colocados em contanto com as correntes contendo nitrato.

Descrição Detalhada da Invenção

[0006] A presente invenção diz respeito a uma composição de extração por solvente, um processo de extração por solvente e especialmente um processo para a extração de metais, particularmente o cobre de soluções aquosas, especialmente soluções obtidas pela lixiviação de minérios.

[0007] A extração de metais é conhecida, especialmente o cobre de soluções aquosas contendo os metais na forma de, por exemplo, sais, mediante o contato da solução aquosa com uma solução de um agente de extração por solvente em um solvente orgânico imiscível em água e depois a separação da fase de solvente carregada com os metais, isto é, contendo pelo menos uma parte dos metais na forma de um complexo. Os metais podem então ser recuperados pela extração com uma solução de pH mais baixo (o eletrólito), seguido, por exemplo, pela eletrorrecuperação. Mais comumente, as soluções aquosas contendo metal para a extração são o resultado da lixiviação ácida de minérios.

[0008] Os agentes de extração por solvente que têm encontrado favor nos últimos anos, particularmente para a recuperação de cobre de soluções aquosas, incluem os reagentes de oxima, especialmente o-hidroxiarilaldoximas e o-hidroxiarilcetoximas. Embora tais reagentes tenham sido observados de funcionar bem na recuperação de cobre das soluções, um problema que foi encontrado na aplicação de tais reagentes é que os reagentes de oxima e cetoxima que estão em uso contínuo podem ser degradados, e o nível de degradação pode ser tal que a eficiência da transferência de metal da solução de lixiviação para extrair a solução pode ser prejudicada. Em particular foi observado que este problema é mais acentuado quando os valores de metal são extraídos de certos minérios. No Chile existem grandes depósitos os quais são referidos como depósitos de cobre pórfiros. Normalmente, os depósitos não contêm altas concentrações de nitrato, mas em muito poucas partes do mundo os depósitos podem conter grandes quantidades de nitrato. De particular observação são os depósitos de cobre na região do deserto de Atacama, no norte do Chile, onde a mineralogia da região dá origem à nitratina ou salitre do Chile (NaNO3), um mineral com alta solubilidade assim como o nitro (KNO3). Estes minérios foram observados de causar problemas no processo de extração por solvente, especialmente com a degradação dos reagentes de extração por solvente. As formulações de reagente que pudessem resistir a esta degradação acentuada quando em contato com estas correntes ou condições semelhantes, seriam um avanço na tecnologia existente.

[0009] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido uma composição de extração por solvente que compreende uma ou mais ortoidroxiarilaldoximas e/ou uma ou mais ortoidroxiarilcetoximas e/ou um ou mais modificadores de equilíbrio e um ou mais agentes anti-degradação presentes (como um percentual da formulação em uso de cerca de 0,1 a 20 %, preferivelmente de 0,5 a 10 %). A composição preferivelmente também compreende um solvente orgânico imiscível em água.

[0010] As composições de acordo com a presente invenção podem facilitar a redução da degradação de oxima em circuitos de extração por solvente em contato com as alimentações aquosas de metal contendo íons de nitrato.

[0011] Os compostos de ortoidroxiarilcetoxima empregados na presente invenção são substancialmente insolúveis em água e preferivelmente possuem a fórmula:

em que
R1 é um grupo de hidrocarbila opcionalmente substituído
R2 é um grupo de orto-hidroxiarila opcionalmente substituído,
e seus sais.

[0012] Os compostos de ortoidroxiarilaldoxima empregados na presente invenção são substancialmente insolúveis em água e preferivelmente possuem a fórmula:

em que
R3 é um grupo de orto-hidroxiarila opcionalmente substituído,
e seus sais.

[0013] Embora a invenção seja aqui descrita com referência aos compostos de Fórmula (1) e (2), entende-se que se trata de dito composto em qualquer forma tautomérica possível, e também aos complexos formados entre as ortoidroxiarilaldoximas ou ortoidroxiarilcetoximea e os metais, particularmente cobre.

[0014] Os grupos de hidrocarbila opcionalmente substituídos que podem ser representados por R1, preferivelmente compreendem grupos de alquila e arila opcionalmente substituídos incluindo as suas combinações, tais como os grupos de aralquila e alcarila opcionalmente substituídos.

[0015] Exemplos de grupos de alquila opcionalmente substituídos que podem ser representados por R1 incluem os grupos em que os componentes de alquila podem conter de 1 a 20, especialmente de 1 a 4, átomos de carbono. A ortoidroxiarilcetoxima preferida é aquela em que R1 é alquila, preferivelmente contendo até 20, e especialmente até 10, e mais preferivelmente até 3 átomos de carbono alifáticos saturados, e o mais preferível R1 é um grupo de metila.

[0016] Exemplos de grupos de arila opcionalmente substituídos que podem ser representados por R1 incluem grupos de fenila opcionalmente substituídos. Quando R1 for um grupo de arila, ele é preferivelmente um grupo de fenila não substituído.

[0017] As ortoidroxiarilaldoximas e as ortoidroxiarilcetoximas estão frequentemente presentes em uma quantidade total de até 70 % em peso da composição, comumente não mais do que 60 %, e geralmente não mais do que 50 % p/p. Frequentemente, a quantidade total de ortoidroxiarilaldoxima e ortoidroxiarilcetoxima em uso compreende pelo menos 1 % em peso, comumente pelo menos 2,5 % em peso e geralmente pelo menos 5 % em peso da composição, e preferivelmente compreende de 7,5 a 20 %, tal como ao redor de 10 % em peso da composição.

[0018] Os modificadores de equilíbrio empregados na presente invenção são substancialmente insolúveis em água. Os modificadores de equilíbrio adequados podem ser alquilfenóis, álcoois, ésteres, éteres e poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilas, amidas, carbamatos, sulfóxidos e sais de aminas e compostos de amônio quaternário e suas misturas.

[0019] Os agentes de anti-degradação úteis na invenção presente não devem ter nenhum efeito prejudicial sobre o processo de extração por solvente de cobre. Mais especificamente, o agente anti-degradação não deve interferir com a transferência de cobre; deve ser seletivo sobre outros metais prováveis de estarem presentes em concentração significativa na solução de lixiviação; não deve ter um efeito prejudicial sobre o desempenho cinético; não deve ter um efeito prejudicial sobre estabilidade do agente de extração, e não deve ser prejudicial ao desempenho físico da fase orgânica. Os agentes anti-degradação empregados na presente invenção são substancialmente insolúveis em água.

[0020] Exemplos de produtos químicos adequados incluem todos os fenóis contendo um ou mais grupos de OH, resorcinóis, catecóis, naftóis e suas misturas. O grupo orto e/ou na hidroxila deve ser livre de substituição para permitir a nitração. Os compostos devem incluir um grupo solubilizante para garantir a solubilidade do diluente (por exemplo, grupos de hidrocarbila opcionalmente substituídos que podem preferivelmente compreender grupos de alquila e arila opcionalmente substituídos, incluindo as suas combinações, tais como os grupos de aralquila e alcarila opcionalmente substituídos tendo de 6 a cerca de 20 carbonos.

[0021] Os solventes orgânicos que podem estar presentes na composição incluem qualquer solvente orgânico móvel, ou mistura de solventes, que é imiscível com água e é inerte sob as condições de extração para outros materiais presentes. Preferivelmente o solvente orgânico possui um baixo teor de hidrocarboneto aromático.

[0022] Os solventes orgânicos preferidos são solventes de hidrocarboneto que incluem hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos e suas misturas, assim como os hidrocarbonetos clorados tais como tricloroetileno, percloroetileno, tricloroetano e clorofórmio.

[0023] Os solventes orgânicos altamente preferidos tendo um baixo teor de aromáticos incluem os solventes e as misturas de solvente onde a quantidade de hidrocarbonetos aromáticos presentes no solvente orgânico é menor do que 30 %, geralmente menor do que 23 %, muitas vezes menor do que 5 %, e frequentemente menor do que 1 %.

[0024] Exemplos de solventes de hidrocarboneto adequados incluem ESCAID 110, ESCAID 115, ESCAID 120, ESCAID 200, e ESCAID 300 comercialmente disponíveis da Exxon, Houston Texas (ESCAID é uma marca comercial), SHELLSOL D70 e D80 300 comercialmente disponível da Shell Oil, Houston, TX (SHELLSOL é uma marca comercial), e CONOCO 170 comercialmente disponível da Conoco, Ogden, UT (CONOCO é uma marca comercial). Os solventes adequados são solventes de hidrocarboneto que incluem solventes de alto ponto de fulgor e solventes com um alto teor de aromáticos tais como SOLVESSO 150 comercialmente disponível da Exxon (SOLVESSO é uma marca comercial).

[0025] Mais preferíveis são os solventes com um baixo teor de aromáticos. certos solventes adequados com um baixo teor de aromáticos, possuem teores de aromáticos de < 1 % p/p, por exemplo, solventes de hidrocarboneto tais como ESCAID 110 comercialmente disponível da Exxon (ESCAID é uma marca comercial), e ORFOM SX 10 e ORFOM SX 11 comercialmente disponíveis da Phillips Petroleum, Bartlesville, OK (ORFOM é uma marca comercial). Especialmente preferíveis, no entanto, em elementos de baixa toxicidade e ampla disponibilidade, são os solventes de hidrocarboneto de teor de aromáticos relativamente baixo tais como querosene, por exemplo, ESCAID 100 que é um destilado de petróleo com um teor total de aromáticos de 23 % comercialmente disponível da Exxon (ESCAID é uma marca comercial), ou ORFOM SX7, comercialmente disponível da Phillips Petroleum (ORFOM é uma marca comercial).

[0026] Em muitas formas de realização, a composição compreende pelo menos 30 %, muitas vezes pelo menos 45 % em peso, preferivelmente de 50 a 95 % p/p de solvente de hidrocarboneto imiscível em água.

[0027] Vantajosamente, pode ser preferível produzir e fornecer a composição na forma de um concentrado. O concentrado pode ser depois diluído pela adição de solventes orgânicos como descrito mais acima para produzir composições nas faixas como descritas mais acima. Aonde o concentrado contém um solvente, é preferível que o mesmo solvente seja utilizado para diluir o concentrado na faixa de concentração “em uso”. Em muitas formas de realização, a composição de concentrado compreende até 30 %, muitas vezes até 20 % em peso, preferivelmente até 10% p/p de solvente de hidrocarboneto imiscível em água. Muitas vezes a composição de concentrado compreende mais do que 5 % p/p de solvente de hidrocarboneto imiscível em águas. Em certos concentrados de alta intensidade, pode ser necessário empregar um teor de hidrocarboneto aromático mais elevado do que o normal. Em tais casos onde um solvente contendo hidrocarboneto aromático superior é utilizado no concentrado, o solvente de teor de hidrocarboneto aromático muito baixo pode ser usado para diluir o concentrado para a faixa de concentração “em uso”.

[0028] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um processo para a extração de um metal a partir da solução em que uma solução ácida contendo um metal dissolvido é colocada em contanto com uma composição de extração por solvente, por meio da qual pelo menos uma fração do metal é extraída na solução orgânica, caracterizado pelo fato de que a composição de extração por solvente compreende um solvente orgânico imiscível em água, uma ou ortoidroxiarilaldoximas modificadas ou não modificadas, e uma ou mais ortoidroxiarilcetoximas modificadas ou não modificadas, e um agente anti-degradação presente (como uma porcentagem da formulação em uso ao redor de 0,1 a 20 %, preferivelmente de 0,5 a 10 %).

[0029] Os metais que podem ser extraídos no processo de acordo com o segundo aspecto da presente invenção incluem cobre, ferro, cobalto, níquel, manganês e zinco, o mais preferível cobre.

[0030] As ortoidroxiarilaldoximas, ortoidroxiarilcetoximas, os modificadores de equilíbrio, o agente anti-degradação e o solvente orgânico imiscível em água são como mais acima descritos.

[0031] A solução ácida aquosa da qual os metais são extraídos pelo processo do segundo aspecto da presente invenção frequentemente possui um pH na faixa de -1 a 7, de preferência de 0 a 5, e mais preferivelmente de 0,25 a 3,5. A solução pode ser derivada da lixiviação de minérios ou pode ser obtida de outras fontes, por exemplo, as correntes residuais contendo metal.

[0032] A concentração do metal, particularmente cobre, na solução aquosa ácida irá variar amplamente dependendo, por exemplo, da fonte da solução. Onde a solução for derivada da lixiviação de minérios, a concentração de metal é muitas vezes até 75g/l, e na maioria das vezes de 1 a 40 g/l.

[0033] As composições de extração por solvente preferidas são aquelas que compreendem um dos seguintes:

1) Uma mistura de 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxibenzaldoxima e 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxiacetofenona oxima em uma relação de peso de cerca de 90:10 a cerca de 50:50 aldoxima para cetoximae, e/ou um ou mais modificadores selecionados de mono-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, mono-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-di-pentanodiol, adipato de butila, adipato de pentila, adipato de hexila, heptil cetona de isobutila, nonanona, cetona de diundecila, 5,8-dietildodecano-6,7-diona, tridecanol e nonil fenol, e um agente anti-degradação selecionado daqueles apresentados mais acima, presente (como uma percentagem da formulação em uso de cerca de 0,1 a 20 %, mas preferivelmente de 0,5 a 10 %).
2) Uma mistura de 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxibenzaldoxima e 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxiacetofenona oxima, um ou mais modificadores selecionados de mono-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, mono-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-di-pentanodiol, adipato de butila, adipato de pentila, adipato de hexila, heptil cetona de isobutila, nonanona, cetona de diundecila, 5,8-dietildodecano-6,7-diona, tridecanol e nonil fenol, e um agente anti-degradação selecionado daqueles apresentados mais acima, presente (como uma percentagem da formulação em uso de cerca de 0,1 a 20 %, mas preferivelmente de 0,5 a 10 %).

[0034] O processo do segundo aspecto da presente invenção pode ser realizado mediante o contato da composição de agente de extração por solvente com a solução ácida aquosa. As temperaturas ambientes ou elevadas, tais como até 75 °C podem ser empregadas se desejável. Muitas vezes uma temperatura na faixa de 5 a 60 °C, e preferivelmente de 15 a 40 °C, é empregada. A solução aquosa e o agente de extração por solvente são geralmente agitados entre si para maximizar a área interfacial entre as duas soluções. A relação de volume do agente de extração por solvente para a solução aquosa está geralmente na faixa de 20:1 a 1:20, e preferivelmente na faixa de 5:1 a 1:5. Em muitas formas de realização, para reduzir o tamanho da usina e para maximizar o uso de agente de extração solvente, as relações de volume orgânico para aquoso perto de 1:1 são mantidas pela reciclagem de uma das correntes.

[0035] Após o contato com a solução ácida aquosa, o metal pode ser recuperado do agente de extração por solvente mediante o contato com uma solução de extração ácida aquosa.

[0036] A solução de extração aquosa empregada no processo de acordo com o segundo aspecto da presente invenção é geralmente ácida, comumente tendo um pH de 2 ou menos, e preferivelmente um pH de 1 ou menos, por exemplo, um pH na faixa de -1 a 0,5. A solução de extração comumente compreende um ácido mineral, particularmente ácido sulfúrico, ácido nítrico ou ácido clorídrico. Em muitas formas de realização, as concentrações de ácido, particularmente de ácido sulfúrico, na faixa de 130 a 200 g/l, e preferivelmente de 150 a 180 g/l, são empregadas. Quando o metal extraído for cobre, as soluções de extração preferidas compreendem o eletrólito extraído ou gasto de uma célula de eletrorrecuperação de cobre, tipicamente compreendendo até 80 g/l de cobre, muitas vezes mais do que 20 g/l de cobre e preferivelmente de 30 a 70 g/l de cobre, e até 220 g/l de ácido sulfúrico, muitas vezes mais do que 120 g/l de ácido sulfúrico, e preferivelmente de 150 a 180 g/l de ácido sulfúrico.

[0037] A relação de volume de solução orgânica para a solução de extração aquosa no processo do segundo aspecto da presente invenção é geralmente selecionada para ser de tal modo para alcançar a transferência, por litro de solução de extração, de até 50 g/l de metal, especialmente cobre na solução de extração da solução orgânica. Em muitos processos de eletroextração de cobre industriais a transferência é muitas vezes de 10 g/l a 35 g/l, e preferivelmente de 15 a 20 g/l de cobre por litro de solução de extração são transferidos da solução orgânica. As relações de volume da solução orgânica para a solução aquosa de 1:2 a 15:1 e preferivelmente de 1:1 a 10:1, especialmente menos do que 6:1 são comumente empregadas.

[0038] O processo tanto de separação quanto de extração pode ser realizado por uma técnica convencional de extração de batelada ou comutadores de coluna ou por uma técnica de misturador sedimentador contínua. Esta última técnica é geralmente preferida porque recicla a fase orgânica extraída de uma forma contínua, permitindo assim que o volume de reagente orgânico seja usado repetidamente para a recuperação de metal.

[0039] Uma forma de realização preferida do segundo aspecto da presente invenção compreende um processo para a extração de um metal da solução aquosa ácida em que:
na etapa 1, a composição de extração por solvente compreendendo um solvente orgânico imiscível em água, um ou mais ortoidroxiarilaldoximas e/ou um ou mais ortoidroxiarilcetoximas, e um ou mais modificadores de equilíbrio e um agente anti-degradação é em primeiro lugar colocada em contato com a solução ácida aquosa contendo o metal,
na etapa 2, a separação da composição de extração por solvente contém o complexo agente de extração de metal-solvente da solução ácida aquosa;
na etapa 3, o contato da composição de extração por solvente contém o complexo agente de extração de metal-solvente com uma solução de extração ácida aquosa para efetuar a extração do metal da fase imiscível em água,
na etapa 4, a separação da composição de extração por solvente esgotado de metal da solução de extração aquosa carregado.

[0040] A invenção será ilustrada, mas não limitada pelos exemplos que seguem.

Exemplos

[0041] Uma triagem para avaliar se os aditivos anti-degradação são eficazes na descontaminação das espécies nitração em dois sistemas de fase é designada. Um fenol tensoativo (p-tertamilfenol, TAP) é incorporado em uma fase orgânica e depois esta fase orgânica é colocada em contato com uma solução de lixiviação significativa (PLS) contendo vários cátions e ânions (incluindo nitrato), o nível de fenol submetido a nitrato medido após o contato fornece um “potencial de nitração” para uma dada composição de PLS. Além de medir o potencial de nitração de uma solução de lixiviação significativa, esta triagem (teste TAP) pode ser usada como uma medida para indicar o potencial de nitração nos mecanismos de alimentação de PLS da mina.

[0042] A adição de um agente anti-degradação imiscível em água na fase orgânica além de TAP seguido pelo contanto da fase orgânica com uma PLS contendo nitrato, fornece uma indicação da capacidade do agente para descontaminar as espécies de nitração em concorrência com o TAP altamente reativo. Os agentes anti-degradação com a capacidade de descontaminar as espécies de nitração sob estas condições devem proteger as salicilaldoximas / cetoximas menos reativas da nitração sob estas condições.

Triagem de TAP

[0043] Uma solução da TAP (0,0002 M) com/sem o agente anti-degradação (0,004 M) em heptano (5 ml) é agitada em contato com uma PLS contendo nitrato (50 ml) durante 3 horas a 35 °C. A fase orgânica separada e o nível de TAP submetido a nitrato determinado por GC. Todos os testes trabalharam em duplicado.
Composição de PLS:
Cobre 7 g/l
Férrico 5 g/l
Nitrato 45 g/l
Cloreto 10 g/l
pH 1,2

Conclusão

[0044] Em todos os casos a presença do agente anti-degradação imiscível em água na fase orgânica mostrou a capacidade de descontaminar as espécies de nitração, embora na presença do terc-amil fenol altamente reativo.

Proteção de oximas em contato com alimentação elevada de nitrato

[0045] Para confirmar a natureza protetora desses agentes anti-degradação sobre as oximas comerciais, as seguintes experiências são concluídas. Para mostrar a atividade destes compostos, um agente anti-degradação que apresenta atividade média a partir da triagem TAP é selecionado para exemplificar o efeito. Reagente usado: isômeros mistos de (1-feniletil) fenol, (Tabela 1, teste E).

Exemplo 1

[0046] Uma solução aquosa de lixiviação significativa (400 ml) tendo um pH de 2,0 é preparada contendo 6 g/l de Cu, 3 g/1 de ferro férrico, 10 g/l de cloreto e 60 g/l de nitrato. Uma solução de querosene (Orfom SX11) (400 ml) contendo uma mistura de 23,6 g de 5-nonilsaliciladoloxima e 19 g de Kofaflex TXIB também é preparada. A solução de lixiviação de ácido acima e a solução de querosene são colocadas em um frasco de reação equipado com agitador e um condensador. A temperatura é mantida a 40 ± 2 °C com o uso de um banho de aquecimento externo. As soluções são misturadas em 600 rpm com a continuidade das fases sendo aquosa contínua. As amostras da fase orgânica são extraídas em vários intervalos de tempo e como a oxima submetida a nitrato não permitirá que o cobre seja extraído da fase orgânico, um valor de extração mínimo para a fase orgânica é calculado (fase orgânica extraída com 2 contatos de um ácido sulfúrico a 15 % em uma relação de 1:5 O/A). Se o grau de nitração se torna grave, um precipitado se forma na fase orgânica. Como a degradação hidrolítica das oximas também aparece durante a nitração, uma carga máxima da fase orgânica também é calculada.

[0047] Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 2

[0048] O processo do Exemplo 1 é repetido, exceto que 24,8 g/l de 2-hidróxi-5-nonilacetofenona oxima estão presentes na fase de querosene em vez da formulação de salicilaldoxima.

[0049] Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 3

[0050] O processo do Exemplo 1 é repetido, exceto que 7,38 g/l de (1-feniletil) fenol (isômero misto) estão presentes na fase de querosene além de uma mistura de 23,6 g de 5-nonilsaliciladoloxima e 19 g de Kofaflex TXIB.

[0051] Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 4

[0052] O processo do Exemplo 1 é repetido, exceto que 14,76 g/l de (1-feniletil) fenol (isômero misto) estão presentes na fase de querosene, além de uma mistura de 23,6 g de 5-nonilsalicilaldoxima e 19 g de Kofaflex TXIB.

[0053] Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Conclusão

[0054] A adição do agente anti-degradação ao salicilaldoxima significativamente aumentou a estabilidade da oxima tanto para nitração quanto para hidrólise em comparação tanto com a formulação de salicilaldoxima não estabilizada quanto com a cetoxima comercialmente favorecida.

Testes de aplicação

[0055] Além da estabilização de oximas em contato com as alimentações contendo nitrato, qualquer aditivo não deve produzir efeitos negativos sobre o desempenho metalúrgico do reagente comercial. Os seguintes testes foram realizados usando os Acorga Extraction Reagents : Standard Test Methods em comparação com o desempenho metalúrgico das formulações nos exemplos de 1 a 4, antes e após o teste de degradação.

(i) cinéticos de extração
(ii) seletividade de Cu : Fe
(iii) desimpedimento da fase

Conclusão

[0056] Pode ser visto que as propriedades metalúrgicas das formulações comerciais não contendo o agente anti-degradação são significativamente afetadas em comparação com aquelas das formulações contendo o agente anti-degradação.

[0057] Similarmente, nos exemplos D-F a mistura de di(4-metil-2-pentil) ditiofosfato, diisobutil ditiofosfinato e dicresil ditiofosfato, na relação de 60/35/5 remove de 85 a 90 % de cádmio na faixa de dosagem de 118 a 235 mg/l. Mesmo na dosagem mais baixa de 118 mg/l, a remoção de cádmio é de 90 %. Não é apenas a exigência de baixa dosagem para esta mistura ternária, mas também a eficiência de remoção de cádmio é observada de ser a mais elevada. Dicresil ditiofosfato isoladamente remove 45 % de cádmio em uma dosagem de 350 mg/l que é três vezes a dosagem utilizada no Exemplo D.

[0058] Vários outros agentes de precipitação individuais e suas misturas com ditiofosfinato são testados (ver a Tabela I), mas nenhum deles fornece a eficiência de remoção de cádmio que é mais do que 65 % mesmo na dosagem elevada de 350 mg/l. As eficiências de remoção para outros metais tais como, por exemplo, o cobre e mercúrio, são semelhantes, ou melhores, do que aquelas relatadas para o cádmio, dependendo do tipo de metal.

Claims

Composição de extração por solvente, caracterizada pelo fato de que compreende
a) um composto de extração ortoidroxiaril oxima, sais, tautômeros, ou complexos metais do mesmo, escolhido de um membro selecionado do grupo que consiste em:
i) um composto ortoidroxiarilcetoxima de acordo com a Fórmula (1):
em que
R1 é um grupo de hidrocarbila C1-C20 opcionalmente substituído; e
R2 é um grupo de orto-hidroxiarila opcionalmente substituído;
ii) um composto ortoidroxiarilaldoxima de acordo com a Fórmula (2):
em que
R3 é um grupo de orto-hidroxiarila opcionalmente substituído; e
iii) misturas de i) e ii);
b) um agente anti-degradação escolhido de um membro selecionado do grupo que consiste em:
i) um composto fenol substituído por um membro do grupo selecionado a partir de:
grupos 2-t-butila;
de 1 a 2 grupos t-butila e um grupo C1-C4 alquila;
de 1 a 3 grupos alcarila; e
um grupo cumila;
ii) um composto catecol substituído com um grupo solubilizante selecionado a partir de um membro do grupo que consiste em um grupo alquila C6-C20, e um grupo arila C6-C20 opcionalmente substituídos;
iii) um resorcinol substituído com um grupo solubilizante selecionado a partir de um membro do grupo que consiste em um grupo alquila C6-C20, e um grupo arila C6-C20 opcionalmente substituídos; e
iv) misturas de (i) - (iii); e
c) pelo menos um solvente orgânico imiscível em água.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um modificador de equilíbrio selecionado do grupo consistindo de: alquilfenóis, alcoóis, ésteres, éteres, poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilas, amidas, carbamatos, sulfóxidos, sais de aminas e compostos de amônio quaternário; e misturas destes.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o modificador de equilíbrio é selecionado dentre um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em mono-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, mono-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-isobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, di-benzoato de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, adipato de butila, adipato de pentila, adipato de hexila, heptil cetona de isobutila, nonanona, cetona de diundecila, 5,8-dietildodecano-6,7-diona, tridecanol e nonil fenol.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a ortoidroxiarilcetoxima é um composto da classe de 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxiacetofenona oximas.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a ortoidroxiarilaldoxima é um composto da classe de 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxibenzaldoximas.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o agente anti-degradação é selecionado do grupo consistindo de
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o agente anti-degradação é um membro selecionado de um grupo que consiste em: mono-, di-, ou tri-(1-feniletil)fenol; misturas dos mesmos; e isômeros dos mesmos.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o ortoidroxiaril oxima está presente em uma quantidade de 1% a 70% em peso do total.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o ortoidroxiaril oxima está presente em uma quantidade de 5% a 50% em peso do total.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o ortoidroxiaril oxima está presente em uma quantidade de 7,5% a 20% em peso do total.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o agente de extração ortoidroxiaril oxima é uma mistura de aldoxima e cetoxima, e em que a razão em peso de ortoidroxiarilaldoxima : ortoidroxiarilcetoximas é de 90:10 a 50:50.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o agente anti-degradação está presente em uma quantidade de 0,1% a 20% em peso do total.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o agente anti-degradação está presente em uma quantidade de 0,5% a 10% em peso do total.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que o solvente orgânico tem um teor de hidrocarboneto aromático de menos do que 30% p/p.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o solvente orgânico tem um teor de hidrocarboneto aromático de menos do que 23% p/p.
Composição de extração por solvente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que o solvente orgânico está presente em uma quantidade de 30% a 95% p/p.
Composição de extração por solvente de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o solvente orgânico está presente em uma quantidade de 50% a 95% p/p.
Processo para recuperar um metal de uma solução ácida aquosa, caracterizado pelo fato de que compreende:
- a) colocar em contato uma solução ácida aquosa contendo um metal com uma composição de extração por solvente como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, formando assim um complexo agente de extração de metal-solvente em uma fase imiscível em água;
- b) separar o complexo agente de extração de metal-solvente na fase imiscível em água da solução ácida aquosa,
- c) colocar em contato o complexo agente de extração de metal-solvente na fase imiscível em água com uma solução de fracionamento ácida aquosa, fracionando assim o metal da fase imiscível em água; e
- d) separar a fase imiscível em água da solução de fracionamento ácida aquosa contendo o metal extraído.
Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o metal é escolhido de um membro selecionado do grupo que consiste em: cobre; ferro; cobalto; níquel, manganês, zinco e misturas dos mesmos.
Processo de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que o metal é cobre.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que a razão em volume do agente de extração por solvente para a solução ácida aquosa é de 20:1 a 1:20.
Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a razão em volume é de 5:1 a 1:5.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende ainda reciclar o agente de extração por solvente ou solução ácida aquosa.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 23, caracterizado pelo fato de que a solução de fracionamento ácida aquosa é um ácido mineral escolhido de: ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorídrico e misturas dos mesmos.
Método para reduzir degradação de uma composição de extração por solvente compreendendo uma ortoidroxiaril oxima como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:
- a) adicionar à composição de extração por solvente, e/ou um circuito de extração por solvente contendo dita composição de extração por solvente, um agente anti-degradação como definido na reivindicação 1, desse modo estabilizando a ortoidroxiaril oxima e reduzindo degradação da composição de extração por solvente.
Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a ortoidroxiaril oxima é selecionada de: 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxiacetofenona oximas; 5-(alquila C8 a C14)-2-hidroxibenzaldoximas, e misturas dos mesmos.
Método de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizado pelo fato de que o agente anti-degradação é selecionado do grupo que consiste em:
Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o agente anti-degradação é um membro selecionado do grupo que consiste em: mono-, di-, ou tri-(1-feniletil)fenol; misturas dos mesmos; e isômeros dos mesmos.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizado pelo fato de que o agente anti-degradação está presente em uma quantidade de 0,1% a 20% em peso do peso total da composição de extração de metal.
Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o agente anti-degradação está presente em uma quantidade de 0,5% a 10% em peso do peso total da composição de extração de metal.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 30, caracterizado pelo fato de que a composição de extração de metal compreende ainda um modificador de equilíbrio.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 31, caracterizado pelo fato de que a degradação da composição de extração de metal é devido à nitração e/ou oxidação.