ES2639808T3 - Procedimiento para procesar desechos de procesamiento por flotación de concentrados de mineral que contienen hierro - Google Patents
Procedimiento para procesar desechos de procesamiento por flotación de concentrados de mineral que contienen hierro Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotación de concentrados de mineral que contienen hierro y que comprende las etapas de lixiviar con ácido oxálico en agitación continua y tratar con hidróxido un metal alcalino a una temperatura elevada, caracterizado por que comprende las etapas siguientes: (a) una separación magnética en húmedo preliminar para la separación de la fase que contiene hierro de la parte no magnética de silicato; (b) mezclar la fase que contiene hierro con un hidróxido alcalino acuoso al 5-10% a una temperatura de 45- 100ºC durante 1-3 horas y separar la fase que contiene hierro en forma de una pulpa; (c) lixiviar por medio del tratamiento de la pulpa que contiene hierro de la etapa (b) con una disolución de ácido oxálico acuosa al 12-15% caliente en una agitación continua y calentar a 95ºC durante 1-3 horas añadiendo en continuo una disolución de peróxido de hidrógeno al 3-5%; (d) mezclar la disolución de oxalato de la etapa (c) con una disolución de hidróxido acuosa de un metal alcalino a una temperatura de 20-25ºC y un pH de 7-12 y dejarla permanecer durante 1-2 horas; (e) mezclar el filtrado de la etapa (d) con una disolución acuosa de hidróxido alcalino a un pH de por lo menos 12 y calentar hasta 55-60ºC durante 1 hora.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para procesar desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a la extraccion de hierro de fangos mixtos (residuos) que son desechos del procesamiento por flotacion de concentrados de minerales que contienen hierro con la obtencion subsiguiente de compuestos de oxido de hierro: hematita, magnetita (oxido de hierro (II, III)), oxido ferrico hidratado (ferrihidrita) e hidroxido ferrico.
Antecedentes de la invencion
Los desechos del procesamiento por flotacion de concentrados de minerales que contienen hierro son un silicato que contiene hierro en el que las fases principales son fayalita y magnetita, estando contenidas, no obstante, cantidades residuales de compuestos de otros metales, tambien en forma de sus oxidos o silicatos, y de dioxido de silicio libre.
Los procedimientos para la extraccion de metales a partir de minerales utilizando acido oxalico son conocidos. En la solicitud de patente china CN 102674643 A se aplica un procedimiento para lixiviar materiales aluviales y arcillas que contienen hierro. En la patente griega GR 1 002 723 B se utiliza el acido oxalico para la extraccion de hierro a partir de residuos industriales y minerales. La lixiviacion con acido oxalico se aplica con materiales inadecuados para tratamiento tales como polvos ceramicos con el fin de reducir el contenido en hierro a partir de su tendencia a reaccionar con los vidriados ceramicos (ver el documento EP 0 514 577 A1).
En la solicitud de patente china CN 1962437 A se divulga un procedimiento de lixiviacion con acido oxalico de una arena de silicio cubierta por una pelfcula de hierro, procedimiento que incluye las etapas siguientes: disposicion de la arena en disolucion al 1-10% de acido oxalico con una relacion de 100:100, calentamiento a 80- 90°C agitando vigorosamente durante 1-5 horas, lo que conduce a la disolucion de la pelfcula de hierro de la superficie de la arena y a la formacion de oxalato de hierro; separacion del solido del lfquido, lavado con agua pura y filtrado para obtener el producto que, no obstante, no es un compuesto de hierro de alta pureza.
En la patente bulgara BG 66201 B1 se divulga un proceso para reciclar desechos procedentes de la produccion de cobre que contienen silicato de hierro (fayalita), proceso que comprende las etapas siguientes: oxidacion de fayalita al aire a una temperatura de 700-1100°C durante 3-5 horas; adicion de hidroxido o carbonato de un metal alcalino y tratamiento de la mezcla hasta obtener una mezcla de silicato de oxidos de hierro; adicion de agua y calentamiento a 100°C o a presion elevada y temperatura de 150-250°C; separacion de los oxidos de hierro sin disolver mediante precipitacion o filtracion y lavado con agua o disolucion acuosa de un acido mineral (acido clorhfdrico, acido sulfurico). En esta patente se aplica una separacion preliminar de la fase de silicato mediante una disolucion a temperatura elevada de la matriz de silicio con reactivos alcalinos, despues de lo cual esta se convierte en las formas solubles de silicatos alcalinos con un modulo diferente. No obstante, en estas condiciones, los compuestos de cobre se transforman en oxido de cobre, que permanece como impureza en el producto que contiene hierro, y esto hace que el proceso no sea util para la industria de pigmentos de oxido de hierro. Ademas, este proceso no usa lixiviacion con acido oxalico y no da como resultado la disociacion de compuestos de hierro con alta pureza.
La aplicacion de todos estos enfoques tecnologicos patentados no soluciona problemas significativos en este sector tecnico.
En primer lugar, estos procedimientos solo permiten el procesamiento de aquellos materiales en los que el contenido de hierro es reducido. Para contenidos de hierro elevados, las condiciones seleccionadas conducen a la disolucion de una cantidad significativa del esqueleto de silicato y los productos que contienen hierro resultantes estan contaminados con dioxido de silicio coloidal y, por lo tanto, no poseen una pureza elevada.
Otra caracterfstica comun de estos procesos es la aplicacion de reduccion qufmica y fotoqufmica de las formas trivalentes a formas divalentes de hierro durante la lixiviacion del hierro con acido oxalico utilizando la gran diferencia de solubilidad de ambos oxalatos. El oxalato divalente es practicamente insoluble y, por lo tanto, la eficacia de la lixiviacion aumenta, pero en presencia de metales alcalinoterreos, que estan siempre presentes en los residuos industriales de la corriente de salida del tratamiento de minerales, el precipitado de oxalato viene acompanado de oxalatos de calcio y magnesio que tienen una insolubilidad conmensurable y no se separan de la fase de hierro.
Otro problema es la formacion de fases mixtas durante la etapa de separacion de los precipitados de la disolucion de oxalato sin posibilidad de su separacion si no se aplica una disolucion inversa del oxalato de hierro y su precipitacion secundaria subsiguiente, lo que conduce a la inclusion de una etapa adicional y a una eficacia
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mas reducida del proceso.
En Hernandez et al., "Recovery of metals from Cuban nickel tailings by leaching with organic acids followed by precipitation and magnetic separation", Journal of Hazardous Materials, ELSEVIER, Amsterdam, NL, 24 de noviembre de 2006, paginas 25-30, XP005779813, ISSN: 0304-3894, D0I: 10.1016/J.JHAZMAT, 2006.03.074 se divulga un procedimiento de extraccion de metales, incluido el hierro, de residuos de flotacion de mineral de nfquel cubano con un contenido de hierro comparativamente elevado (44,2%). El procedimiento comprende una etapa de lixiviacion por percolacion a temperatura ambiente durante 5 dfas con una mezcla de acido tartarico analftico (>99,7%) y acido oxalico analftico (>99,0%) en la que la cantidad de acido tartarico es 3 veces superior a la cantidad de acido oxalico; una etapa de precipitacion larga a temperatura ambiente (16 dfas) y un procesamiento termico del precipitado. En el artfculo se describe tambien una etapa subsiguiente de separacion magnetica de los residuos secundarios de la etapa de lixiviacion para enriquecer su contenido en hierro y su utilizacion directa como material bruto en las industrias del acero. El procedimiento divulgado por Hernandez et al. es la tecnica anterior mas cercana a la presente solicitud, pero tiene diferencias significativas con la misma, a saber: En el procedimiento segun la presente invencion la separacion magnetica es una etapa preliminar que precede la etapa de lixiviacion y su objetivo es separar la fase que contiene hierro de la fase no magnetica de silicato y en el procedimiento de Hernandez et al. esta etapa se lleva a cabo despues de la lixiviacion y tiene un proposito diferente, enriquecer el contenido en hierro. Ademas, la etapa de lixiviacion en Hernandez et al. es radicalmente diferente de la etapa de lixiviacion del procedimiento propuesto. En Hernandez et al. la lixiviacion es lixiviacion por percolacion y se lleva a cabo con una mezcla de dos acidos organicos diferentes, estando el acido oxalico en una cantidad inferior en la proporcion. Ademas, esta etapa se lleva a cabo a una temperatura reducida (ambiente) durante un periodo de tiempo de larga duracion (5 dfas) y la concentracion de acido oxalico es muy elevada (>99,0%). En el procedimiento propuesto de la presente invencion, la lixiviacion tiene una duracion de 12 horas a una temperatura elevada (95°C) y la concentracion de acido oxalico es muy inferior (12-15%). Ademas, en la etapa de lixiviacion toma parte otro reactivo, peroxido de hidrogeno, que no es un acido organico y que no se menciona por Hernandez et al. El procedimiento propuesto de la invencion tiene etapas adicionales, como la etapa 2: tratamiento con disolucion de hidroxido de sodio y separacion en una centrifugadora decantadora. La etapa de precipitacion en ambos procedimientos es bastante diferente. En Hernandez et al. esta etapa se lleva a cabo durante un periodo de tiempo muy largo (16 dfas) y es, de hecho, una autosedimentacion, mientras que en el procedimiento propuesto la duracion de la estancia en el precipitador es de 1 a 2 horas y la precipitacion de la etapa 5 continua durante 1 hora, llevandose a cabo ambas etapas a diferentes valores del pH, es decir, el proceso esta controlado. Como consecuencia de las diferencias entre ambos procedimientos se obtiene un producto final con un contenido en hierro muy elevado (por lo menos el 82% de compuestos de hierro, mientras que en Hernandez et al. el producto tiene un contenido de hierro mucho mas reducido, es un producto secundario y el proposito principal del procedimiento es la separacion de nfquel y cobalto de residuos procedentes de procesos de flotacion.
Todos estos problemas de los procesos conocidos se solucionan mediante el procedimiento propuesto en la presente solicitud de patente para el procesamiento de desechos del procesamiento por flotacion de concentrados de minerales que contienen hierro que comprenden silicato de hierro de flotacion (fayalita) que contienen magnetita y dioxido de silicio libre.
Descripcion de la invencion
El procedimiento de extraccion de hierro a partir de desechos del procesamiento por flotacion de concentrados de minerales que contienen hierro segun la invencion comprende el tratamiento de los desechos con una disolucion acuosa de acido oxalico, despues de lo cual el hierro se convierte en una forma soluble, con precipitacion subsiguiente en forma de hidroxido y tratamiento termico hasta su transformacion en oxido de hierro o hematita hidratada (oxido ferrico hidratado (ferrihidrita)). El procedimiento utiliza acido organico dibasico (acido oxalico) debido a su tendencia a formar complejos estables con hierro y debido a su agresividad acida baja, y durante su utilizacion no se eliminan gases nocivos al medio ambiente.
El procedimiento presente aplica un enfoque novedoso que activa las propiedades del sistema acido oxalico/fases que contienen hierro y, por lo tanto, se facilita la lixiviacion y se aumenta la pureza de los productos resultantes.
El procedimiento propuesto se refiere principalmente al procesamiento de desechos de flotacion con alto contenido en fayalita, pero es adecuado tambien para otros productos residuales de la actividad industrial que contienen hierro.
El material de partida consiste en desechos del procesamiento por flotacion de concentrados de minerales que contienen hierro que contienen como componentes principales fayalita, magnetita y dioxido de silicio libre en formas amorfa y cristalina. Los elementos acompanantes a niveles de impureza son cobre, calcio, magnesio, cinc y aluminio, y el arsenico y el plomo estan presentes a niveles traza.
El fundamento del procedimiento consiste en lo siguiente:
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Etapa 1: El material bruto de partida se somete a una separacion magnetica en humedo preliminar, despues de lo cual la fase que contiene hierro se separa de la fase no magnetica de silicato. El proposito de este tratamiento es asegurar el tratamiento acido unicamente del componente que contiene hierro, mientras que la fase de silicato libre no se somete a disolucion. La suspension de silicato se filtra y el filtrado transparente se recicla al proceso en la etapa de separacion magnetica en humedo.
Etapa 2: La pulpa que contiene hierro se mezcla con disolucion de hidroxido de sodio al 10% y se trata a de 45 a 100°C durante de 1 a 3 horas. La suspension resultante se transfiere a una centrifugadora decantadora y se separa. La disolucion que contiene hidroxidos de cobre y de cinc, aluminato de sodio y silicato de sodio se neutraliza a un pH de 6,5-7,0, despues de la cual se precipita un hidrogel mixto y este ultimo se filtra, se lava y se seca.
Etapa 3: La pulpa que contiene hierro obtenida en la centrifugadora decantadora y purificada de cobre, cinc y aluminio se trata con una disolucion de acido oxalico al 12-15% caliente y se trata en un reactor con agitacion continua y a una temperatura de 95°. La relacion en peso de pulpa/solucion es de 10:90. El tratamiento tiene una duracion de 1 a 2 horas. Durante el tratamiento se anade una disolucion de peroxido de hidrogeno al 3-5% en continuo para convertir el oxalato de hierro divalente en un oxalato de hierro trivalente. De este modo se obtiene un sistema heterogeneo bifasico, estando compuesto este sistema por concentrado de silicato que contiene magnetita y disolucion de oxalato de hierro trivalente. Debido a las propiedades magneticas de la fase de silicato la separacion magnetica se aplica directamente sobre el medio de reaccion Asf, la fase magnetica contiene solo magnetita incorporada en una matriz de silicato y se elimina del sistema mediante un separador.
Etapa 4: Esta etapa se basa en la propiedad del ion oxalato de estabilizar el hierro en el complejo de oxalato y de desplazar la region de formacion de hidroxido de hierro a valores del pH mas elevados. La disolucion de oxalato obtenida despues de la separacion de la fase de silicato solida se dirige a un precipitador en el que se mezcla con una disolucion de hidroxido alcalino, principalmente hidroxido de sodio a pH de 6,5 a 7,0 a una temperatura de 20 a 25°C y la duracion de la permanencia en el precipitador es de 1 a 2 horas. Debido a la accion estabilizante del ion oxalato, el hierro se precipita solo parcialmente a este pH, proporcionando un hidroxido de hierro marron claro coprecipitado con los compuestos de silicio y metales alcalinoterreos que se disuelven por el acido oxalico durante la lixiviacion de la fayalita y se transforman en hidroxidos a un valor del pH neutro. El precipitado se filtra y se lava hasta una reaccion neutra. Se seca a 140-80°C.
Etapa 5: El filtrado procedente del precipitador es una disolucion practicamente pura no precipitada de oxalato de hierro trivalente. Para la precipitacion completa del hierro, la disolucion se mezcla en un precipitador con disolucion de hidroxido alcalino a un pH de 12-14, anadiendose la disolucion de oxalato de hierro a la disolucion de hidroxido alcalino y dejando que se envejezca durante 1 hora a una temperatura de 55-60°C en la disolucion madre. La mezcla se filtra y se lava una vez con una disolucion pura de hidroxido alcalino, despues de lo cual el precipitado se lava con agua caliente hasta una reaccion neutra y se seca a 140°C.
El analisis RFA y el analisis de EM muestran una estructura de oxido ferrico hidratado (ferrihidrita) con la calificacion "qufmicamente pura" sin inclusiones adicionales de otras fases que contienen hierro.
Una variacion de este procedimiento es la coprecipitacion del hidroxido de hierro y los hidroxidos de metales alcalinoterreos y de silicio en la region neutra en las condiciones de la etapa 4, pero sin la separacion preliminar de la fase de silicato que contiene magnetita por medio del separador magnetico aplicada en la etapa 3. El proposito de la variacion es ampliar las potencialidades de la presente invencion creando condiciones para la transformacion de la fase de silicato que contiene magnetita. El precipitado obtenido en la etapa 4 durante la coprecipitacion de los residuos de oxalato en la region neutra del pH, despues de un secado, se trata con disolucion al 10% de acido sulfurico. Durante este tratamiento, los compuestos de silicato se transfieren a un precipitado de hidrogel de dioxido de silicio con inclusiones de sulfato de calcio que se separan por medio de filtracion y el hierro permanece en la disolucion en forma de sulfato de hierro. La precipitacion secundaria permite obtener hidroxidos de hierro exentos de silicio y de calcio.
Una tercera variacion del procedimiento es la obtencion de magnetita hidratada por medio de la reduccion homogenea en una disolucion utilizando las propiedades reductoras del acido oxalico. El objetivo de esta variacion es no solo transformar los silicatos alcalinos en un acido de silicio que se separa del sistema en forma de hidrogel, sino tambien asegurar la presencia de acido oxalico debida a la neutralizacion del oxalato de sodio contenido en el precipitado humedo. En esta variacion la suspension de oxalato obtenida en la etapa 3 se precipita parcialmente en la region de pH neutro en las condiciones de la etapa 4. El hidrogel resultante de hidroxido de hierro en un medio madre de disolucion alcalina de oxalato de sodio y que contiene compuestos de silicato se separa de la fase lfquida por filtracion. El precipitado humedo se disuelve sin lavado y secado preliminares en una disolucion al 10% de acido sulfurico y, debido a esto, el sulfato ferrico se reduce parcialmente dando sulfato ferrico por el acido oxalico. La suspension se filtra de nuevo. El filtrado, que es una mezcla de sulfato de hierro divalente y trivalente, se anade a una disolucion de hidroxido de sodio, obteniendose un hidrogel mixto de formas divalentes y trivalentes del hierro. El filtrado, el lavado y el secado proporcionan un
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producto que tiene un color negro oscuro y el analisis de Mossbauer registro una relacion de Fe(III) : Fe(II) = 2,11 : 0,89, que es caractenstica de la relacion en la magnetita.
El presente procedimiento no desarrolla reacciones qmmicas novedosas, sino que utiliza interacciones qmmicas conocidas que se aplican a estas de una forma no convencional superando los problemas de la practica conocida por medio de diferencias con respecto a esta practica que son las siguientes:
1. Al tratamiento se somete un material bruto que tiene un contenido de magnetita, fayalita y dioxido de silicio libre en una relacion de magnetita a fayalita de 18:82 a 78:22. Durante el tratamiento qmmico del material bruto este ultimo se somete a separacion magnetica humeda que separa la fase que contiene hierro de la fase no magnetica. De esta forma, las fases de silicato se extraen del sistema y la concentracion de complejos de oxalato de silicio en las etapas de lixiviacion subsiguientes se reduce.
2. Otra diferencia con los procedimientos existentes es el tratamiento de la pulpa que contiene hierro con una disolucion de hidroxido alcalino, principalmente hidroxido de sodio, con una concentracion del 5 al 10% en peso a una temperatura reducida de 5 a 65°C para extraer los compuestos de cobre, de cinc, de aluminio y en un grado pequeno los compuestos de silicio. La disolucion se caliente despues a 95-100°C para transformar el hidroxido de cobre en oxido de cobre y eliminarlo por filtracion.
3. La pulpa que contiene hierro purificada se trata con una disolucion de acido oxalico con una concentracion del 12 al 15% a una temperatura de 95°C para extraer el hierro en forma de complejos de oxalato anadiendo en continuo al proceso una disolucion de peroxido de hidrogeno con una concentracion del 3 al 5% para mantener un medio oxidante y tener solo oxalato de hierro trivalente formado.
4. El sistema de reaccion se trata directamente con un separador magnetico para separar la magnetita que contiene la fase de la disolucion de oxalato.
5. Despues de la separacion de la fase de magnetita, la disolucion se precipita parcialmente a un pH de 7,0-7,5 a fin de coprecipitar los compuestos de metales alcalinoterreos, silicio y aluminio con el hidroxido de hierro obtenido en el proceso de la precipitacion, sirviendo el hidroxido de hierro como fase de adsorcion.
6. Tratamiento de la pulpa que contiene hierro con acido oxalico en las condiciones de 3., pero sin la separacion de la magnetita mediante el separador magnetico de 4. y con precipitacion directa hasta valores neutros del pH, con separacion del precipitado de la disolucion del oxalato de hierro trivalente.
7. Tratamiento de la pulpa que contiene hierro con acido oxalico en las condiciones de 3., pero sin la separacion por medio del separador magnetico de 4. y con coprecipitacion directa a pH = 12 de las fases que contienen hierro.
8. Filtracion y tratamiento de la pulpa en las condiciones de 7., secandose la pulpa a 140°C y a continuacion disolviendose en una disolucion al 10% de acido sulfurico, filtrando para separar las fases de silicato de la disolucion que contiene hierro, y despues el filtrado se precipita de nuevo a pH de 7-10 para obtener un precipitado de hidroxido de hierro puro.
9. Calentamiento del precipitado de 6. y 7. a 850-950°C en un medio oxidativo con el fin de convertir la magnetita en hematita.
10. La disolucion de oxalato purificada del hierro trivalente de 5. se precipita directamente a pH = 12-14 para obtener una hematita hidratada (ferrihidrita).
11. La pulpa de 7. se disuelve directamente en una disolucion al 10% de acido sulfurico, sin un lavado ni un secado preliminares. Despues de la filtracion de la suspension, el filtrado transparente se calienta a 50°C antes de precipitarlo a pH 12 en una disolucion de hidroxido de sodio, obteniendose hidroxido de hierro con la estructura de una magnetita hidratada.
A continuacion la invencion se explicara haciendo referencia a los ejemplos de su forma de realizacion que, no obstante, son unicamente ilustrativos y no limitativos de ningun modo de su alcance.
Ejemplos
La funcionalidad del procedimiento se divulga por medio de tratamiento de muestras del material bruto que difieren en su composicion y que se han tomado en momentos diferentes y en ubicaciones diferentes de depositos de residuos para la deposicion de desechos industriales. La relacion de la magnetita a la fayalita se determina mediante los resultados de los analisis de fase por rayos X y de Mossbauer. El analisis de fase por rayos X se lleva a cabo utilizando radiacion Co-K alfa, etapa de barrido del espectro 0,05o y tiempo aumentado para la recogida de los impulsos: 5 s. La identificacion de fase se realiza por medio de la base de datos JCPDS.
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Los espectros de Mossbauer se miden con una fuente de 57Co/Rh (actividad a 15 mCi), patron: Fe alfa.
La composicion de las muestras es la siguiente:
Muestra 1: Contenido de hierro total expresado como Fe: 29%. Contenido de dioxido de silicio libre: 14%. Relacion de magnetita a fayalita: 47:53.
Muestra 2: Contenido de hierro total expresado como Fe: 51%. Contenido de dioxido de silicio libre: 9%. Relacion de magnetita a fayalita: 78:22.
Muestra 3: Contenido de hierro total expresado como Fe: 36%. Contenido de dioxido de silicio libre: 16%. Relacion de magnetita a fayalita: 67:33.
Muestra 4: Contenido de hierro total expresado como Fe: 9%. Contenido de dioxido de silicio libre: 26%. Relacion de magnetita a fayalita: 18:82.
Ejemplo 1
Se pesan 100,0 g de residuos de fayalita que constituyen una parte alfcuota de la Muestra 1 que tiene una relacion de fayalita a magnetita de 47:53 y se someten a una separacion magnetica en humedo con una relacion de fayalita a agua de 1:4. La fase magnetica separada que representa el 92% de los residuos de fayalita de partida se anade a una disolucion al 5% de hidroxido de sodio y se calienta con agitacion durante 1 hora a 45°C. Se filtra a la misma temperatura y el filtrado se calienta a temperatura de ebullicion, obteniendose una suspension del oxido de cobre separado. La filtracion se lleva a cabo de nuevo y el filtrado transparente se neutraliza en una etapa subsiguiente para separar aluminio, cinc y una parte del silicio. La fase solida obtenida despues de la filtracion de la suspension alcalina a 45°C se anade a una disolucion caliente de acido oxalico con una concentracion del 12% y una relacion de la fase magnetica a la disolucion de 10:90. La suspension se trata con agitacion continua a 95°C durante 1 hora anadiendo todo el tiempo una disolucion de peroxido de hidrogeno al 5%. Despues de completar el proceso de lixiviacion, el sistema bifasico se trata con un separador magnetico y la fase magnetica sin reaccionar se separa, se lava y se seca. La cantidad total de la fase magnetica obtenida es el 21% con respecto a los residuos de fayalita y la relacion de magnetita a fayalita en la fase magnetica sin reaccionar es de 89:11.
El oxalato de hierro (III) obtenido despues del separador magnetico se precipita parcialmente a pH de 6,5-7,0 con una disolucion al 10% de hidroxido de sodio y se filtra, se lava con agua y se seca a 180°C. El analisis de fase por rayos X revelo dos fases cristalinas: cristobalita en una cantidad del 28% y el 67% de ferrihidrita. La cantidad total de la fase de ferrihidrita que contiene dioxido de silicio es del 36% con respecto a la cantidad de partida de los residuos de fayalita.
Segun la metodologfa general del procedimiento, despues de la precipitacion intermedia a un pH neutro y la separacion del dioxido de silicio como coprecipitados junto con una parte del hierro como hidroxido de hierro se obtiene una disolucion practicamente pura de oxalato de hierro (III).
Esta se anade a una disolucion al 10% de hidroxido de sodio a una temperatura de 45-55°C manteniendo el pH por encima de 12 mediante la adicion de una cantidad adicional del hidroxido de sodio. El precipitado obtenido permanece durante 1 hora en el precipitador y se filtra. Se lava una vez con una disolucion al 5% de hidroxido de sodio y despues se lava con agua desionizada hasta un valor del pH neutro.
Este se seca a 140°C. El analisis de fase por rayos X revela una fase amorfa parcialmente deshidratada y el analisis de Mossbauer confirma la presencia unicamente de ferrihidrita.
Ejemplo 2
Se pesan 100,0 g como una parte alfcuota de la Muestra 2 que tiene una relacion de magnetita a fayalita de 78:22 y se someten a una separacion magnetica en humedo y a una lixiviacion preliminar con un hidroxido alcalino en las mismas condiciones que en el ejemplo 1. La cantidad de la fase magnetica separada es del 97% con respecto a los residuos de fayalita de partida. Esta fase se anade a una disolucion caliente de acido oxalico con una concentracion del 15% y se trata durante 3 horas en las condiciones y en la forma del ejemplo 1.
La fase magnetica separada despues del separador magnetico es del 17% con respecto a la cantidad de partida de los residuos de fayalita y la relacion de magnetita a fayalita es de 74:3.
La disolucion de oxalato de hierro (III) separada despues del separador magnetico se precipita parcialmente a un pH de 6,5-7,0 con una disolucion al 10% de hidroxido de sodio y se filtra, se lava con agua y se seca a 140°C. El analisis de fase por rayos X revela dos fases amorfas con un aumento del espectro en la region de los picos de cristobalita y de ferrihidrita y el analisis de Mossbauer revela la presencia de una unica fase que contiene hierro
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con la configuracion de ferrihidrita.
Segun la metodologfa general del procedimiento, la disolucion de oxalato de hierro (III) se anade a una disolucion al 10% de hidroxido de sodio a una temperatura de 60-65°C manteniendo el pH por encima de 12, anadiendo una cantidad adicional de hidroxido de sodio. El precipitado obtenido se deja permanecer en el precipitador durante 1 hora y se filtra. Se lava una vez con disolucion al 5% de hidroxido de sodio y despues se lava con agua desionizada hasta un valor del pH neutro.
Este se seca a 180°C. El analisis por rayos X revela una fase amorfa parcialmente deshidratada y el analisis de Mossbauer confirma la presencia de unicamente ferrihidrita.
Ejemplo 3
Se pesan 100,0 g de residuos de fayalita como una parte alfcuota de la Muestra 3 que tiene una relacion de magnetita a fayalita de 67:33. El tratamiento con separacion magnetica en humedo y subsiguiente lixiviacion con un hidroxido alcalino se llevan a cabo de forma identica a las condiciones y la forma del ejemplo 1 y la lixiviacion con acido oxalico de forma identica a las condiciones del ejemplo 2.
En esta variacion del tratamiento no se aplica ninguna separacion magnetica de la pulpa de oxalato obtenida, pero se anade disolucion de hidroxido de sodio al 10% a la misma hasta un pH de 12. El precipitado resultante, que es una mezcla de hidroxido de hierro precipitado y una fase que contiene magnetita, se filtra, se lava hasta una lectura neutra del pH y se seca a 140°C. El material resultante se calienta a una temperatura de 850°C durante 30 minutos con un aumento subsiguiente de la temperatura a 950°C, manteniendolo a esta temperatura durante un periodo de 1 hora de duracion.
El analisis de fase por rayos X registra la presencia del 18% de cristobalita, el 76% de hematita y el 6% de magnetita en el producto obtenido.
Ejemplo 4
Se pesan 100,0 g de residuos de fayalita como una parte alfcuota de la Muestra 4 que tiene una relacion de magnetita a fayalita de 18:82. La muestra se somete a una separacion magnetica en humedo con el fin de separar la fase no magnetica. Su cantidad despues de la filtracion de la suspension es del 23% con respecto a los residuos de fayalita de partida.
La fase magnetica se somete a un tratamiento con una disolucion al 10% de hidroxido de sodio durante un periodo de 2 horas de duracion y a una temperatura de 65°C con agitacion continua. Despues de la filtracion el filtrado se calienta a una temperatura de 95-100°C durante un periodo de 2 horas de duracion y se filtra de nuevo para separar el oxido de cobre formado.
El precipitado despues de la filtracion inicial que contiene la fase de magnetita sin sales de cobre se somete a lixiviacion con disolucion al 15% de acido oxalico caliente durante 2 horas y a una temperatura de 95°C.
El tratamiento posterior del mismo se lleva a cabo en la forma y en las condiciones del ejemplo 3, con tratamiento termico a 850°C durante 2 horas despues del secado a 140°C.
El producto resultante contiene el 9% de cristobalita, el 2% de magnetita y el 86% de hematita.
Ejemplo 5
De forma similar al ejemplo 3, se pesan 100,0 g de residuos de fayalita como una parte alfcuota del ejemplo 3 que tiene una relacion de magnetita a fayalita de 67:33. Su tratamiento mediante separacion magnetica en humedo y la subsiguiente lixiviacion con un hidroxido alcalino se llevan a cabo de forma identica a las condiciones y a la forma del ejemplo 1 y la lixiviacion con acido oxalico (de forma identica a las condiciones del ejemplo 2).
En esta variacion del tratamiento no se aplica tampoco la separacion magnetica de la pulpa de oxalato obtenida, pero se anade una disolucion al 10% de hidroxido de sodio hasta un pH de 12. El precipitado resultante, que es una mezcla de un hidroxido de hierro precipitado y una fase que contiene magnetita, asf como algunas cantidades adsorbidas de silicatos alcalinos, se filtra y se seca a 140°C. El material resultante se disuelve en acido sulfurico al 10% y la suspension resultante se filtra. El precipitado de compuestos de silicato se lava hasta una reaccion neutra. El filtrado obtenido se precipita parcialmente a la temperatura del entorno hasta un pH de 6,5-7,0 con una disolucion al 10% de hidroxido de sodio, la suspension se filtra, el precipitado se lava y se seca a 100°C. El filtrado secundario que permanece despues de la precipitacion intermedia en la region de pH neutro se calienta 65-70°C y se precipita a pH 12 con hidroxido de sodio al 10%. Despues se lava hasta valores de pH neutros y se seca a 160°C.
El analisis de fase de rayos X registro la presencia de dos fases que contienen hierro en el producto precipitado alcalino unicamente: un hidroxido de hierro parcialmente deshidratado y ferrihidrita, y en el producto precipitado en la region de pH neutro se registro unicamente una fase de hidroxido de hierro amorfa.
Ejemplo 6
Los residuos de fayalita se tratan en las condiciones y segun la metodologfa del ejemplo 5, con la diferencia de que el precipitado resultante de la precipitacion de la pulpa de oxalato a pH 12, sin lavarlo ni secarlo, se disuelve 10 con una disolucion al 10% de acido sulfurico, despues de lo cual las cantidades de oxalato de sodio contenidas en el precipitado humedo se convierten en acido oxalico. La suspension se agita a 50°C durante 1 hora, despues de lo cual se filtra y el filtrado transparente que contiene formas divalentes y trivalentes de hierro se anade a una disolucion de hidroxido de sodio, se realiza un seguimiento del pH del proceso para que sea superior a 12. El producto resultante se filtra, se lava y se seca a 120°C, obteniendose un oxido de hierro (II, III) negro con una 15 relacion de Fe(III) : Fe(II) = 2,11 : 0,89.
Claims (5)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro y que comprende las etapas de lixiviar con acido oxalico en agitacion continua y tratar con hidroxido un metal alcalino a una temperatura elevada, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:(a) una separacion magnetica en humedo preliminar para la separacion de la fase que contiene hierro de la parte no magnetica de silicato;(b) mezclar la fase que contiene hierro con un hidroxido alcalino acuoso al 5-10% a una temperatura de 45- 100°C durante 1-3 horas y separar la fase que contiene hierro en forma de una pulpa;(c) lixiviar por medio del tratamiento de la pulpa que contiene hierro de la etapa (b) con una disolucion de acido oxalico acuosa al 12-15% caliente en una agitacion continua y calentar a 95°C durante 1-3 horas anadiendo en continuo una disolucion de peroxido de hidrogeno al 3-5%;(d) mezclar la disolucion de oxalato de la etapa (c) con una disolucion de hidroxido acuosa de un metal alcalino a una temperatura de 20-25°C y un pH de 7-12 y dejarla permanecer durante 1-2 horas;(e) mezclar el filtrado de la etapa (d) con una disolucion acuosa de hidroxido alcalino a un pH de por lo menos 12 y calentar hasta 55-60°C durante 1 hora.
- 2. Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en la etapa (c) despues de la lixiviacion se aplica una separacion magnetica directa de la mezcla de reaccion para separar la fase magnetica.
- 3. Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el precipitado de la etapa (d) se somete a secado y calentamiento a 850-1000°C en un medio oxidativo.
- 4. Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el precipitado secado de la etapa (d) se somete a disolucion con acido sulfurico y a una precipitacion secundaria.
- 5. Procedimiento de procesamiento de desechos de procesamiento por flotacion de concentrados de mineral que contienen hierro segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el precipitado humedo de la etapa (d) se disuelve en una disolucion acuosa al 10% de acido sulfurico sin un lavado preliminar.
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