ES2288104B1 - Formulaciones de reactivos de extraccion de cobre con disolvente de baja viscosidad. - Google Patents
Formulaciones de reactivos de extraccion de cobre con disolvente de baja viscosidad. Download PDFInfo
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Abstract
Formulaciones de reactivos de extracción de
cobre con disolvente de baja viscosidad.
Una composición de reactivo de extracción
insoluble en agua de baja viscosidad de acuerdo con la invención
comprende: (a) un agente de extracción seleccionado del grupo
constituido por una aldoxima, una cetoxima, o una combinación de las
mismas; (b) un modificador del equilibrio que tiene una viscosidad
Brookfield igual a o menor que aproximadamente 5 centipoise a 25ºC
y un punto de inflamación igual a o mayor que aproximadamente 141ºF
(60,6ºC) en la cual la relación molar de modificador a agente de
extracción es de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2,0 a fin de
proporcionar una transferencia neta de cobre mayor que la alcanzada
en ausencia de modificador. Dichos agentes de extracción de baja
viscosidad proporcionan recuperaciones mayores de cobre y hacen
posible un tamaño reducido del equipo tal como mezcladores y
decantadores más pequeños, y el uso de cantidades reducidas de
menores existencias globales de productos orgánicos.
Description
Formulaciones de reactivos de extracción de
cobre con disolvente de baja viscosidad.
Es bien sabido que el cobre puede extraerse de
las soluciones acuosas que contienen el metal en la forma de, por
ejemplo, una sal sulfato por contacto de la solución acuosa con una
solución de una o-hidroxiariloxima en un disolvente
orgánico inmiscible con el agua y separación posterior de la fase
de disolvente cargada con metal, es decir que contiene una parte
del metal en la forma de un compuesto quelato con la
o-hidroxiariloxima. El metal puede recuperarse
luego de la fase de disolvente cargada con metal por agotamiento
con soluciones ácidas seguido, por ejemplo, por precipitación
electrolítica. La ventaja de la alta extracción de cobre exhibida
por estas oximas fuertemente formadoras de quelatos se ve
contrarrestada en cierto grado por la gran cantidad de cobre que
queda en forma de quelato en el disolvente después del agotamiento
con ácido de la concentración conveniente. Si bien este cobre
residual en forma de quelato no se pierde, dado que puede reciclarse
a la etapa de extracción, una reducción en la cantidad de quelato de
cobre residual proporcionaría, en ausencia de cualquier reducción
comparable en el grado de extracción de cobre de la extracción
acuosa, una mejora en la eficiencia global del proceso. Es bien
sabido que la cantidad de cobre separada de la fase de disolvente
en la etapa de agotamiento aumenta significativamente si la fase de
disolvente contiene un modificador.
El nonilfenol (NP) fue uno de los primeros
modificadores, y se utilizó en combinación con
5-nonilsalicilaldoxima (NSO). Alcoholes, tales como
alcohol isotridecílico (TDA) han sido utilizados también como
modificadores en combinación con
5-dodecilsalicilaldoxima. Alcoholes y ésteres
fuertemente ramificados, tales como di-isobutirato
de
2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol
(TXIB), han sido utilizados también como modificadores al igual
que ésteres lineales tales como adipato de
di-n-butilo (DBA).
Muchas instalaciones actuales de extracción con
disolvente para recuperación de cobre emplean reactivos de aldoxima
"modificados" como el agente de extracción de cobre. Un factor
limitante en el diseño y operación de una planta de extracción con
disolvente es la viscosidad del reactivo. A medida que aumenta la
concentración de reactivo, la viscosidad de la fase orgánica en el
circuito aumenta también. A medida que aumenta la viscosidad de la
fase orgánica, se requiere mayor energía para obtener una
mezcladura satisfactoria con la fase acuosa y, al mismo tiempo, las
separaciones de fase se hacen más deficientes. Una separación de
fases más deficiente da como resultado el arrastre incrementado de
la fase orgánica en la fase acuosa de salida, así como arrastre de
agua en la fase orgánica de salida. El arrastre de materia orgánica
en el líquido acuoso de salida da como resultado pérdida de la
fase orgánica del circuito y representa un coste de operación
sustancial. El arrastre de solución acuosa de lixiviación en la
fase orgánica cargada con cobre da como resultado transferencia de
contaminantes, tales como hierro, manganeso, cloruro, y nitrato de
la solución orgánica al electrólito del parque de tanques. Para
controlar la acumulación de hierro y otros contaminantes en el
electrólito, tiene que purgarse del parque de tanques una porción
del electrólito, lo que implica costes significativos por pérdida de
cobre, ácido, cobalto y otros aditivos del parque de tanques
contenidos en la purga. El arrastre de electrólito en la fase
orgánica agotada lleva consigo transferencia de electrólito a la
extracción. La transferencia de electrólito a la extracción
disminuye el pH de la fase acuosa en la extracción, haciendo más
difícil la extracción del cobre, lo cual conduce a una recuperación
global más deficiente del cobre en la extracción.
Como límite práctico con los agentes de
extracción actuales disponibles comercialmente, el límite práctico
de concentración del agente de extracción para los agentes de
extracción que contienen aldoximas en combinación con
modificadores, o aldoximas modificadas que puede emplearse es
aproximadamente 30% (v/v) de reactivo (\sim 17 gpl carga de Cu,
concentración de reactivo 0,53 M). El aumento del tamaño de los
decantadores hace posible operar a mayores concentraciones de
reactivo, pero esto da como resultado costes de capital
significativamente mayores para los decantadores y exige un aumento
en las existencias global de productos orgánicos en la planta para
llenar los decantadores.
El uso de un agente de extracción de menor
viscosidad permitiría mayores concentraciones de reactivo en la
fase orgánica. Esto permitiría alcanzar mayores recuperaciones de
cobre de la solución acuosa de lixiviación por proporcionar más
reactivo para llevar a cabo la extracción manteniendo al mismo
tiempo un comportamiento físico satisfactorio en términos de
separación de fases. Dado que la fase orgánica podría transferir
más cobre, la planta de extracción con disolvente podría
construirse también con mezcladores y decantadores más pequeños, lo
que conduciría a un ahorro sustancial en costes de capital para la
planta. La reducción del tamaño de los decantadores da también como
resultado que se requieran menores existencias globales de material
orgánico para la operación de la planta.
Se ha encontrado que los reactivos de extracción
con disolvente de menor viscosidad de acuerdo con la invención
proporcionan varias ventajas tales como minimización del arrastre
de fase acuosa en la fase orgánica cargada, recuperaciones mayores
de cobre, tamaño reducido del equipo tal como mezcladores y
decantadores más pequeños y menor requerimiento global de
existencias de material orgánico para operar una planta comercial.
La minimización del arrastre de fase acuosa en la fase orgánica
cargada es importante cuando se trabaja con lejías de lixiviación
típicas. Las lejías de lixiviación contienen típicamente otras
especies químicas tales como Fe y Mn que se transfieren al
electrólito como arrastre y que interfieren con la precipitación
electrolítica de cobre de alta calidad. Normalmente, para controlar
el nivel de estos contaminantes en la recuperación electrolítica,
una porción del electrólito tiene que retirarse como una corriente
de purga, dando como resultado costes incrementados para ácido
sulfúrico y aditivos para la precipitación electrolítica tales como
cobalto, agentes de alisado, y agentes de control de las neblinas
de ácido.
Una composición de reactivo de extracción
insoluble en agua de baja viscosidad de acuerdo con la invención
está constituida por: (a) un agente de extracción seleccionado del
grupo constituido por una aldoxima, una cetoxima, o una combinación
de las mismas; (b) un modificador del equilibrio que tiene una
viscosidad Brookfield igual a o menor que aproximadamente 5
centipoise a 25ºC y un punto de inflamación igual a o mayor que
aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en la cual la relación molar de
modificador a agente de extracción es de aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar una transferencia neta de
cobre mayor que la alcanzada en ausencia de modificador.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
proceso para recuperación de cobre a partir de una solución acuosa
que contiene cantidades valiosas de cobre que comprende (1) poner en
contacto la solución acuosa con una fase orgánica que comprende una
solución en disolvente insoluble en agua e inmiscible con el agua de
una composición de reactivo de extracción que comprende: (a) un
agente de extracción seleccionado del grupo constituido por una
aldoxima, una cetoxima, o una combinación de las mismas; (b) un
modificador del equilibrio que tiene una viscosidad Brookfield igual
a o menor que aproximadamente 5 centipoise a 25ºC y un punto de
inflamación igual a o mayor que aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en
la cual la relación molar de modificador a agente de extracción es
de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar
una transferencia neta de cobre mayor que la alcanzada en ausencia
de modificador; (2) separar la fase orgánica rica en cobre
resultante de la fase acuosa estéril en cobre resultante; y (3)
recuperar las cantidades valiosas de cobre de la fase orgánica rica
en cobre.
Otro aspecto adicional de la invención se
refiere a un método de producción de un reactivo de extracción de
baja viscosidad que comprende añadir a un agente de extracción
seleccionado del grupo constituido por una aldoxima, una cetoxima o
una combinación de las mismas un modificador que tiene una
viscosidad Brookfield igual a o menor que aproximadamente 5
centipoise a 25ºC y un punto de inflación igual a o mayor que
aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en el cual la relación molar del
modificador al agente de extracción es de aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar una transferencia neta de
cobre mayor que la alcanzada en ausencia del modificador, y hasta
aproximadamente 20% en peso de un aditivo cinético.
No aplicable.
Un modificador del equilibrio de acuerdo con la
invención es cualquier compuesto orgánico capaz de formar enlaces
de hidrógeno con el agente de extracción y que tenga una viscosidad
Brookfield a 25ºC menor que aproximadamente 5,0 centipoise y un
punto de inflamación igual a o mayor que aproximadamente 141ºF
(60,6ºC). Preferiblemente, los modificadores de acuerdo con la
invención se seleccionan del grupo constituido por: alcoholes,
ésteres de ácidos carboxílicos, oximas, nitrilos, cetonas, amidas,
carbamatos, sulfóxidos, ureas, y óxidos de fosfina que tienen una
viscosidad Brookfield a 25ºC menor que aproximadamente 5,0
centipoise y un punto de inflamación igual o mayor que
aproximadamente 141ºF (60,6ºC). Ejemplos de tales modificadores se
exponen en la Patente U.S. 6.231.784, cuyo contenido completo se
incorpora en esta memoria por referencia. Las clases más preferidas
de modificadores son nitrilos, éter-nitrilos,
di-alquiléteres, cetonas, ésteres, y alcoholes. La
relación molar de modificador a agente de extracción es de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2,0, y con preferencia desde
aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1,5, siendo de modo muy
preferible desde aproximadamente 0,3 a aproximadamente 1,25.
Opcionalmente, pueden utilizarse aditivos
cinéticos en las composiciones de acuerdo con la invención, los
cuales son \alpha-hidroxi-oximas o
\alpha,\beta-dioximas o una combinación de las
mismas. Un aditivo cinético de
\alpha-hidroxi-oxima preferido es
5,8-dietil-7-hidroxi-dodecano-6-oxima,
y un aditivo cinético de dioxima preferido es una mezcla de
1-(4'-alquilfenil)-1,2-propanodiona-dioximas.
\alpha-Hidroxi-oximas se exponen
en las Patentes U.S. 4.507.268 y 3.224.873, mientras que
\alpha,\beta-dioximas se exponen en la Patente
U.S. 4.173.616. Mezclas de dioxima se exponen en la Patente U.S.
4.176.616. Los contenidos completos de cada una de las patentes
anteriores se incorporan en esta memoria por referencia. El aditivo
cinético puede estar presente en una cantidad de hasta
aproximadamente 20% en peso de la composición.
Las composiciones de agente de extracción que
comprenden los modificadores de acuerdo con la invención se vierten
típicamente desde un contenedor de transporte tal como un
"isotainer" o una caja transportadora a una velocidad más
rápida y más completamente, en especial a temperaturas más bajas.
Muchas minas añaden reactivo al circuito por vertido directamente
de una caja transportadora en el circuito. Los tiempos de vertido
más rápidos se traducen en menores requerimientos de mano de obra
para la manipulación, menos residuos, y menor potencial para
exposición del medio ambiente al agente de extracción, dado que los
envases se vacían más completamente.
En los circuitos de extracción con disolvente,
las composiciones de agente de extracción que comprenden los
modificadores de acuerdo con la invención requieren menos energía
para mezclar la fase orgánica con la fase acuosa y para bombear la
fase orgánica. Por ejemplo, las separaciones de fases se mejoran,
dando como resultado menor transferencia de fase acuosa procedente
de la extracción al agotamiento como arrastre en la fase orgánica
cargada y del agotamiento a la extracción en la fase orgánica
agotada, especialmente a concentraciones mayores de reactivo. Existe
también menos arrastre de fase orgánica en el refinado acuoso que
sale del circuito, lo que da como resultado menor consumo de
reactivo por kilogramo de cobre producido.
Dado que las composiciones de agente de
extracción que comprenden los modificadores de acuerdo con la
invención pueden utilizarse a mayores concentraciones en un
circuito, manteniendo todavía una eficiencia física satisfactoria en
términos de arrastre, puede reducirse el tamaño global de los
decantadores. Esto reduce la cuantía de las inversiones de capital
requeridas para la construcción de la planta. Ello reduce también el
volumen de fase orgánica requerido para llenar la planta, dando
como resultado ahorros adicionales. La instalación de un
mezclador-decantador en una planta moderna cuesta
aproximadamente 400 dólares U.S. por pie cuadrado (aprox. 4.300
\textdollar/m^{2}) de área de decantador en un sitio totalmente
preparado. Las plantas típicas modernas de extracción con disolvente
tienen decantadores que miden aproximadamente 90 pies (27,4 m) por
90 pies (27,4 m) de anchura. El coste de una unidad de este tipo es
aproximadamente 3,24 millones de dólares U.S. Si la concentración de
reactivo con las nuevas formulaciones puede aumentarse en un 25%
sobre los reactivos existentes actualmente, los caudales podrían
reducirse correspondientemente, y los decantadores podrían reducirse
en la misma cuantía, dando como resultado un ahorro global de 0,8
millones de dólares U.S. por decantador. Para una planta típica que
tenga dos etapas de extracción, una etapa de lavado, y dos etapas
de agotamiento, el ahorro global de coste de capital sería 4,0
millones de dólares U.S.
Los ejemplos siguientes tienen por objeto
ilustrar la invención, pero sin carácter limitante.
Ejemplo
1
Para demostrar las ventajas de las nuevas
formulaciones con respecto a la cinética, se realizaron una serie
de experimentos de la manera siguiente.
Se preparó un reactivo A disolviendo
5-nonilsalicil-aldoxima (NSO) y
2,6,8-trimetil-4-nonanona
en SHELLSOL® D70 (diluyente hidrocarbonado disponible de Shell Oil
Co.) para dar una solución que era 1,76 M en NSO y 1,88 M (346 gpl)
en
2,6,8-trimetil-4-nonanona.
Se preparó un reactivo B de manera similar para dar 1,76 M en NSO y
0,76 M (196 gpl) en adipato de
di-n-butilo en SHELLSOL® D70. La
viscosidad del adipato de
di-n-butilo era 5,3 centipoise en
comparación con 2,4 centipoise para la
2,6,8-trimetil-4-nonanona
tal como se determinó con un viscosímetro Brookfield utilizando un
husillo #18 a 60 rpm a 25ºC. Se prepararon soluciones tanto de
Reactivo A como de Reactivo B al 20% (v/v) en CONOSOL® 170E (un
disolvente destilado de petróleo disponible de
Conoco-Phillips Inc.) para dar respectivamente una
Solución A y una Solución B. Estas soluciones se pusieron en
contacto por agitación durante 2 minutos en un embudo separador a
una relación O/A = 1 con una fase acuosa que contenía 35 gpl
Cu(II) como sulfato y 160 gpl de ácido sulfúrico en agua
desionizada para dar una fase orgánica agotada. La fase acuosa se
desechó y la fases orgánicas se ensayaron respecto a cobre por
espectroscopia de absorción atómica. La fase acuosa se preparó de
modo que contuviera 6 gpl de Cu(II) y 3 gpl de Fe (II),
ambos en forma de sulfatos en agua desionizada ajustada a pH 2,00
con ácido sulfúrico.
Los ensayos cinéticos se llevaron a cabo
utilizando el procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Las fases
orgánicas de partida eran las fases orgánicas agotadas preparadas
anteriormente. Los ensayos se realizaron con mezcladura continua de
la fase acuosa y mezcladura continua de la fase orgánica. La
velocidad de rotación del mezclador se ajustó a 1750 rpm en una
serie y 875 rpm en la otra. Se retiraron muestras de la emulsión a
intervalos de 15, 30, 60, 90, 120, y 300 segundos. Se dejó que se
separaran las fases y se desechó la fase acuosa. La fase orgánica
se filtró a través de papel de separación de fases y se ensayó
luego respecto a cobre por espectroscopia de absorción atómica. Los
resultados se recogen en la Tabla siguiente.
El porcentaje de extracción se calculó como
sigue:
(([Cu]_{x\ s}-
[Cu]_{org\ agot}) / ([Cu]_{300\ s} - [Cu]_{org\
agot}))\ x\ 100 = %\
extracción
Los datos en términos de tanto por ciento de
extracción se resumen en la tabla siguiente.
Las velocidades típicas de punta en un mezclador
comercial están comprendidas dentro del intervalo de 800 a 1000
pies (243,8 a 304,8 m) por minuto a fin de asegurar una emulsión
adecuada para conseguir cinéticas de extracción satisfactorias. Una
velocidad de rotación de 1750 revoluciones por minuto corresponde a
una velocidad de punta de 802 pies (244,4 m) por minuto, y 875 rpm
corresponde a una velocidad punta de 401 pies (122,2 m) por minuto.
Como puede verse por los datos, ambas formulaciones exhiben
cinéticas de extracción excelentes a la velocidad de rotación más
alta (velocidad de punta). Sorprendentemente, para la velocidad de
rotación más baja (menor velocidad de punta y menor consumo de
energía en el mezclador), la formulación basada en
2,6,8-trimetil-4-nonanona
(Solución A) demuestra una cinética de extracción significativamente
más rápida que lo hace la formulación basada en adipato de
di-n-butilo (Solución B).
Ejemplo
2
Para comparar los efectos de la utilización de
un modificador de baja viscosidad,
2,6,8-trimetil-4-nonanona,
con los de la utilización de un modificador de viscosidad alta,
di-isobutirato de
2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol
(TXIB), se llevaron a cabo una serie de operaciones de circuito en
una mini-planta de extracción continua con
disolvente en laboratorio utilizando cajas mezcladoras de 180
ml/decantadores de 396 ml. El circuito estaba constituido por tres
etapas de extracción en serie y dos etapas de agotamiento en serie.
La línea orgánica cargada de salida, El se adaptó con una válvula de
tres vías de tal modo que las muestras de la fase orgánica cargada
pudieran recogerse directamente a medida que la fase orgánica salía
de la etapa.
Las fases orgánicas estaban constituidas por
LIX® 6422N-LV,
5-nonilsalicilaldoxima modificada con
2,6,8-trimetil-4-nonanona,
o ACORGA® M5640,
5-nonilsalicil-aldoxima modificada
con TXIB, diluidas al 45% (vol/vol) en Phillips ORFOM®
SX-7. Ambos reactivos se formularon de modo que
contuvieran 5-nonilsalicilaldoxima
1,76-1,8 M con modificador suficiente para dar un
punto de agotamiento de 1,8 gpl de Cu cuando estaba en equilibrio
con un electrólito sintético que contenía 35 gpl de Cu y 160 gpl
de ácido sulfúrico a una concentración de 10% (vol/vol). La carga
máxima de cobre de las fases orgánicas era 25,2 gpl frente a una
alimentación que contenía 6 gpl de Cu/3 gpl de Fe(III), pH
2,0 como se determina por el método de ensayo del Ejemplo 3.
Las viscosidades de los reactivos "recién
formulados" y la fase orgánica del circuito se resumen en la
tabla siguiente.
La fase orgánica preparada a partir del reactivo
ACORGA® M5640, que utiliza como modificador TXIB, era
aproximadamente 15% más viscosa que la preparada a partir del
reactivo LIX® 6422N-LV.
Los datos del circuito se resumen en la tabla
siguiente. La alimentación era una solución sintética de cobre que
contenía 14 gpl de Cu, 14 gpl de ácido sulfúrico, y 33 gpl de Fe
total (2 gpl Fe(III)). La solución de agotamiento estéril
era una solución de agotamiento sintética que contenía 33 gpl de Cu
y 200 gpl de ácido sulfúrico. Durante el agotamiento, el contenido
de Cu de la fase acuosa aumentó desde 33 gpl a 46,7 gpl en ambos
casos. Se utilizó el mismo circuito en ambas pruebas. La agitación
se mantuvo constante en todas las etapas durante ambas operaciones.
El arrastre de la fase acuosa en la fase orgánica cargada se
determinó recogiendo cuidadosamente una muestra de 100 ml de la fase
orgánica cargada utilizando la válvula en t descrita previamente en
un recipiente de vidrio calibrado (tubo, centrífuga, aceite, 100
ml, disponible de Kimble Glass). La fase orgánica se centrifugó
luego durante 30 minutos a 2500 rpm. El volumen de fase acuosa en la
fase orgánica cargada se leyó luego directamente y se utilizó para
calcular el arrastre en ppm.
Como se muestra en la tabla inmediatamente
anterior, los dos reactivos se comportaban de modo esencialmente
idéntico en lo referente a recuperación de cobre. El reactivo
ACORGA® M5640, que utiliza el TXIB más viscoso como modificador,
arrastraba aproximadamente 50% más de fase acuosa en la fase
orgánica cargada que lo hacía el reactivo LIX®
6422N-LV, que utiliza como modificador la
2,6,8-trimetil-4-nonanona
menos viscosa.
Ejemplo
3
Recipiente de ensayo: El recipiente de
ensayo era una caja de PVC con D.I. 3 ½ x 3 ½ x 6 pulgadas (8,9 x
8,9 x 15,4 cm), limpia y exenta de residuo de jabón o detergente.
La hélice de polipropileno era de 1,75 pulgadas (4,45 cm) de
diámetro con 6 ranuras, 0,125 pulgadas (0,32 cm) de profundidad y
0,125 pulgadas (0,32 cm) de anchura, el extremo superior del cubo
se encontraba 1 cm por encima del extremo superior de la hélice, y
el eje era de acero inoxidable 316L, de 23 cm de longitud. La
velocidad del mezclador se ajustó a 1750 \pm 25 rpm utilizando
Stirrer Type RZRI, disponible de Caframo (Wiarton, Ontario, Canadá
N0H 2T0).
Dispositivo muestra: Cuando se toman
muestras de la emulsión, es importante que no se produzca
mezcladura adicional alguna. Debería utilizarse un tubo de toma de
muestras con orificio grande. Una pipeta graduada de 10 ml con la
punta cortada o una pipeta serológica de 10 ml con la muestra
tomada a través del extremo grande son dispositivos
satisfactorios.
- A.
- Para reactivos LIX® formulados normales: Se prepara una solución de 500 ml de reactivo LIX® exactamente al 10% v/v en el diluyente Escaid 100 o su equivalente aprobado. Si no es cómoda la dilución v/v, pueden calcularse diluciones p/v y realizarse utilizando la densidad del lote de reactivo LIX® que se ensaya.
- B.
- Para reactivos concentrados excepto LIX® 860-IC: Se prepara una solución de 500 ml de reactivo LIX® exactamente al 7,143% v/v en el diluyente Escaid 100 o su equivalente aprobado. Si no es cómoda la dilución v/v, pueden calcularse diluciones p/v y realizarse utilizando la densidad del lote de reactivo LIX® que se ensaya.
- C.
- Para LIX® 860-IC: Se prepara una solución de 500 ml de LIX® 860-IC exactamente al 8,00% v/v en el diluyente Escaid 100 o su equivalente aprobado. Si no es cómoda la dilución v/v, pueden calcularse diluciones p/v y realizarse utilizando la densidad del lote de reactivo LIX® que se ensaya.
Fase acuosa de extracción estándar: La
fase acuosa de extracción contiene 6 \pm 0,1 g/l Cu^{+2}, 3
\pm 0,1 g/l Fe^{+3} (ambos como sulfatos) a un pH de 2,0 \pm
0,1.
Fase acuosa de agotamiento estándar: La
fase acuosa de agotamiento contiene 35 \pm 0,7 g/l Cu (como el
sulfato) y 160 \pm 2 g/l de H_{2}SO_{4}.
Todas las soluciones se prepararon a partir de
productos químicos de calidad reactivo disueltos en agua
desionizada.
Todas las temperaturas de las soluciones se
equilibraron a 23 \pm 1ºC antes de su utilización.
Antes y después de cada ensayo, todo el equipo
debería enjuagarse varias veces con agua desionizada seguida por
metanol o acetona y secarse completamente antes de cada uso. La
ausencia de enjuagado y secado adecuados del equipo puede conducir
a resultados erróneos.
Se ponen en contacto enérgicamente 400 ml de la
fase orgánica con 400 ml de fase acuosa de agotamiento durante 2
minutos en un embudo separador. Una vez que se han separado las
fases, se filtra la fase orgánica a través de papel de filtro
Whatman 1PS o equivalente. Se añaden 350 ml de fase orgánica
filtrada al recipiente de ensayo y se ajusta la hélice de tal modo
que esté centrada en el recipiente de ensayo y el extremo superior
del cubo de polipropileno de la hélice se encuentre al nivel de la
superficie de la fase orgánica. Se pone en marcha el agitador y se
ajusta la velocidad de la hélice a 1750 \pm 25 rpm y se añaden
luego cuidadosamente durante 5 segundos 350 ml de la fase acuosa de
extracción. Se pone en marcha inmediatamente el cronómetro al final
de la adición de la fase acuosa.
Para todos los reactivos LIX® excepto LIX® 84,
LIX® 84N, LIX® 84-I y LIX® 84-IC,
se toma una muestra cinética de 30 segundos (E_{30}) como sigue:
comenzando a los 29 segundos, se retiran cuidadosamente
10-15 ml de la emulsión muestra de los 2 cm
superiores del recipiente de ensayo y se transfiere la muestra a un
pequeño vaso de precipitados o embudo separador. Una vez que se han
separado las fases, se filtra la muestra orgánica a través de papel
de filtro Whatman 1PS o equivalente, se marca como la muestra
E_{30} y se reserva para el análisis. Se continúa la mezcladura
durante un total de 300 segundos, transcurrido cuyo tiempo se para
el agitador. Se pone en marcha inmediatamente un cronómetro y se
determina el tiempo requerido para la separación completa de las
fases. La separación de las fases se considera completa cuando
únicamente queda en la interfase una monocapa de burbujas. Se toma
muestra de la fase orgánica, se filtra la muestra orgánica a través
de papel de filtro Whatman 1PS o equivalente, se marca como la
muestra E_{300} y se reserva para el análisis. Para el análisis
se hace referencia a los
\hbox{procedimientos acuoso y
orgánico de cobre.}
Para LIX® 84, LIX® 84N, LIX®
84-I y LIX® 84-IC, se tomó una
muestra cinética de 60 segundos (E_{60}) como sigue: comenzando a
los 59 segundos, se retiran cuidadosamente 10-15 ml
de la emulsión muestra de los 2 cm superiores del recipiente de
ensayo y se transfiere la muestra a un pequeño vaso de precipitados
o embudo separador. Una vez que se han separado las fases, se filtra
la muestra orgánica a través de papel de filtro Whatman 1PS o
equivalente, se marca como la muestra E_{60} y se reserva para el
análisis. Se continúa la mezcladura durante un total de 300
segundos, transcurrido cuyo tiempo se para el agitador. Se pone en
marcha inmediatamente un cronómetro y se determina el tiempo
requerido para la separación completa de las fases. La separación
de las fases se considera completa cuando solamente queda una
monocapa de burbujas en la interfase. Se toma muestra de la fase
orgánica, se filtra la muestra orgánica a través de papel de filtro
Whatman 1PS o equivalente, se marca como la muestra E_{300} y se
reserva para el análisis. Para el análisis se hace referencia a los
procedimientos acuoso y orgánico de cobre.
Las fases orgánica y acuosa del ensayo de
extracción anterior se transfirieron a un embudo separador y se
dejó que las fases se separaran completamente. La fase acuosa se
retiró y se desechó. La fase orgánica cargada (325 ml) se
transfiere cuidadosamente a una probeta graduada asegurándose de que
no se transfiere nada de la fase acuosa con la fase orgánica. La
fase acuosa agotada (325 ml) se añade a un recipiente de ensayo
limpio. Se ajusta la altura de la hélice como se ha descrito
previamente, se pone en marcha el agitador y se ajusta la velocidad
a 1750 25 rpm. Se añade la fase orgánica cargada durante un periodo
de 5 segundos. Se pone en marcha inmediatamente el cronómetro
después de la adición de la fase orgánica. Comenzando a los 29
segundos, se retiran cuidadosamente 10-15 ml de la
emulsión muestra de los 2 cm superiores del recipiente de ensayo y
se vierten en un pequeño vaso de precipitados o embudo separador.
Se filtra la fase orgánica a través de papel Whatman 1PS o
equivalente y se marca como la muestra S_{30}. Se continúa
agitando durante un total de 300 segundos, se para el agitador y se
deja que se separan las fases, midiendo el tiempo se separación de
fases como se ha descrito previamente. Se toma una muestra de la
fase orgánica, se filtra la muestra orgánica a través de papel de
filtro Whatman 1PS o equivalente, se marca como la muestra S_{300}
y se reserva para el análisis. Para el análisis se hace referencia
a los procedimientos acuoso y orgánico de cobre.
Se toma una parte alícuota del reactivo LIX®
diluido y un volumen igual de fase acuosa de extracción estándar y
se ponen en contacto las mismas enérgicamente durante 2 minutos en
un embudo separador. Se deja que se separen las fases y se desecha
la fase acuosa. Se añade solución acuosa de extracción estándar
nueva y se repite el contacto. Se continúa hasta que se han
efectuado un total de 4 contactos. Después del último contacto, se
filtra la muestra orgánica a través de papel de filtro Whatman 1PS
o equivalente, se marca como la muestra de Carga Máxima y se
reserva para el análisis.
Las muestras orgánicas E_{30} o E_{60},
E_{300}, S_{30} y S_{300} y la muestra de Carga Máxima se
ensayaron por Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS) respecto a
Cu. La muestra E_{300} se ensaya también por AAS para Fe. Todos
los resultados se expresaron en unidades de g/l.
1. Punto isotérmico de extracción, Cu =
E_{300}
2. Punto isotérmico de agotamiento, Cu =
S_{30} - S_{300}
3. Cinética de extracción, % =
\frac{E_{30}}{E_{300}} x 100 o \frac{E_{60}}{E_{300}} x 100
4. Selectividad de extracción Cu/Fe =
\frac{E_{300}\ (Cu)}{E_{300}\ (Fe)}
5. Cinética de agotamiento, % = \frac{E_{300}\
(Cu) - S_{30}\ (Cu)}{E_{300}\ (Cu) - S_{300}\ (Cu)} x 100
6. Transferencia neta, Cu = E_{300} -
S_{300}
Claims (24)
1. Una composición de reactivo de extracción
insoluble en agua que comprende: (a) un agente de extracción
seleccionado del grupo constituido por una aldoxima, una cetoxima,
o una combinación de las mismas; (b) un modificador del equilibrio
que tiene una viscosidad Brookfield igual a o menor que
aproximadamente 5 centipoise a 25ºC y un punto de inflamación igual
a o mayor que aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en la cual la relación
molar de modificador a agente de extracción es de aproximadamente
0,05 a aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar una transferencia
neta de cobre mayor que la alcanzada en ausencia de modificador.
2. La composición de la reivindicación 1, en la
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por:
alcoholes, ésteres de ácidos carboxílicos, oximas, nitrilos,
cetonas, amidas, carbamatos, sulfóxidos, ureas, y óxidos de
fosfina.
3. La composición de la reivindicación 2, en la
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por
nitrilos, éter-nitrilos,
di-alquiléteres, cetonas, ésteres, y alcoholes.
4. La composición de la reivindicación 1 que
comprende adicionalmente una
\alpha-hidroxi-oxima, una
\alpha,\beta-dioxima o una combinación de las
mismas como un aditivo cinético.
5. La composición de la reivindicación 4 en la
cual la \alpha-hidroxi-oxima es
5,8-dietil-7-hidroxi-dodecano-6-oxima.
6. La composición de la reivindicación 4, en la
cual la dioxima es una mezcla de
1-(4'-alquilfenil)-1,2-propanodiona-dioximas.
7. La composición de la reivindicación 1, en la
cual el agente de extracción es
5-nonilsalicilaldoxima,
5-dodecilsalicilaldoxima,
5-octilsalicilaldoxima,
5-heptilsalicilaldoxima, y la
2-hidroxi-5-nonilacetofenona-
oxima y mezclas de las mismas.
8. La composición de la reivindicación 1, en la
cual el modificador es
2,6,8-trimetil-4-nonanona.
9. Un proceso para recuperación de cobre a
partir de una solución acuosa que contiene cantidades valiosas de
cobre que comprende (1) poner en contacto la solución acuosa con
una fase orgánica que comprende una solución en disolvente
insoluble en agua e inmiscible con el agua de una composición de
reactivo de extracción que comprende: (a) un agente de extracción
seleccionado del grupo constituido por una aldoxima, una cetoxima,
o una combinación de las mismas; (b) un modificador del equilibrio
que tiene una viscosidad Brookfield igual a o menor que
aproximadamente 5 centipoise a 25ºC y un punto de inflamación igual
a o mayor que aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en la cual la relación
molar de modificador a agente de extracción es de aproximadamente
0,05 a aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar una transferencia
neta de cobre mayor que la alcanzada en ausencia de modificador;
(2) separar la fase orgánica rica en cobre resultante de la fase
acuosa estéril en cobre resultante; y (3) recuperar las cantidades
valiosas de cobre de la fase orgánica rica en cobre.
10. El proceso de la reivindicación 9, en el
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por:
alcoholes, ésteres de ácidos carboxílicos, oximas, nitrilos,
cetonas, amidas, carbamatos, sulfóxidos, ureas, y óxidos de
fosfina.
11. El proceso de la reivindicación 9, en el
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por
nitrilos, éter-nitrilos,
di-alquiléteres, cetonas, ésteres, y alcoholes.
12. El proceso de la reivindicación 9, en el
cual la composición del reactivo de extracción comprende
adicionalmente una
\alpha-hidroxi-oxima, una
\alpha,\beta-dioxima o una combinación de las
mismas como un aditivo cinético.
13. El proceso de la reivindicación 12, en el
cual la \alpha-hidroxi-oxima es
5,8-dietil-7-hidroxi-dodecano-6-oxima.
14. El proceso de la reivindicación 12, en el
cual la dioxima es una mezcla de
1-(4'-alquilfenil)-1,2-propanodiona-dioximas.
15. El proceso de la reivindicación 9, en el
cual el agente de extracción es
5-nonilsalicilaldoxima,
5-dodecilsalicilaldoxima,
5-octilsalicilaldoxima,
5-heptilsalicilaldoxima, y la
2-hidroxi-5-nonilacetofenona-oxima
y mezclas de las mismas.
16. El proceso de la reivindicación 9, en el
cual el modificador es
2,6,8-trimetil-4-nonanona.
17. Un método de fabricación de un reactivo de
extracción de baja viscosidad que comprende añadir a un agente de
extracción seleccionado del grupo constituido por una aldoxima, una
cetoxima o un modificador que tiene una viscosidad Brookfield igual
a o menor que aproximadamente 5 centipoise a 25ºC y un punto de
inflamación igual a o mayor que aproximadamente 141ºF (60,6ºC) en
la cual la relación molar de modificador a agente de extracción es
de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2,0 a fin de proporcionar
una transferencia neta de cobre mayor que la alcanzada en ausencia
de modificador.
18. El proceso de la reivindicación 17 en el
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por:
alcoholes, ésteres de ácidos carboxílicos, oximas, nitrilos,
cetonas, amidas, carbamatos, sulfóxidos, ureas y óxidos de
fosfina.
19. El proceso de la reivindicación 17, en el
cual el modificador se selecciona del grupo constituido por
nitrilos, éter-nitrilos,
di-alquiléteres, cetonas, ésteres, y alcoholes.
20. El proceso de la reivindicación 17, en el
cual el aditivo cinético es una
\alpha-hidroxi-oxima, una
\alpha,\beta-dioxima o una combinación de las
mismas.
21. El proceso de la reivindicación 20, en el
cual la \alpha-hidroxi-oxima es
5,8-dietil-7-hidroxi-dodecano-6-oxima.
22. El proceso de la reivindicación 20, en el
cual la dioxima es una mezcla de
1-(4'-alquilfenil)-1,2-propanodiona-dioximas.
23. El proceso de la reivindicación 17, en el
cual la composición del reactivo de extracción comprende
adicionalmente una
\alpha-hidroxi-oxima, una
\alpha,\beta-dioxima o una combinación de las
mismas como aditivo cinético.
24. El proceso de la reivindicación 17, en el
cual el modificador es
2,6,8-trimetil-4-nonanona.
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Effective date: 20090506 |