Post on 14-Dec-2014
SEPARACIÓN, CONCENTRACIÓN Y
PURIFICACIÓN ACUOSA
ADSORCION
- Adsorción: proceso de unión de una molécula procedente
de otra fase sobre la superficie de un sólido.
• Desorción: proceso inverso a la adsorción.
Podemos distinguir dos comportamientos límites de
adsorción: fisisorción y quimisorción,
Adsorción física o fisisorción: : las moléculas del gas se
mantienen unidas a la superficie del sólido por medio de fuerzas de Van
der Waals:
i) es una interacción débil.
ii) Es un proceso exotérmico (las fuerzas de van der Waals son
atractivas) en el que los calores liberados ∆Hads (aprox. 20-40
kJ/mol) son semejantes a las entalpías de condensación de la
sustancia adsorbida.
iii) La molécula fisisorbida mantiene su identidad ya que la energía es
insuficiente para romper el enlace aunque su geometría puede estar
distorsionada
Adsorción química o quimisorción: En este caso las moléculas
de gas se mantienen unidas a la superficie formando un enlace químico fuerte.
I. se trata de una interacción más fuerte que la fisisorción.
II. las entalpías de quimisorción son mucho mayores que las de fisisorción y
del orden de las que se liberan en la formación de enlaces químicos, ∆H°
= - (100-500) kJ/mol
III. En general, la quimisorción implica la rotura y formación de enlaces, por
lo que la molécula quimisorbida no mantiene la misma estructura
electrónica (enlaces)
La adsorción es un fenómeno fisicoquímico de gran importancia, debido a
sus aplicaciones múltiples en la industria química y en el laboratorio.
la pirólisis del petróleo, el proceso Haber para la síntesis de amoniaco
(catalizador de Fe), la fabricaciónde ácido sulfúrico (con V2 O) y nítrico
(con Pt/Rh), la hidrogenación catalítica de aceites y grasas (con Pt/Pd),
recuperacion de oro en plantas de lixiviacion
La cantidad de material adsorbido en un sistema depende de la temperatura y la
presión o la concentración del adsorbato.
Si la temperatura se mantiene constante durante el experimento, el grado de
adsorción puede estudiarse como función de la presión o la concentración y
generar así lo que se conoce como la isoterma de adsorción (figura 1).
ISOTERMA DE LANGMUIR
En 1916, Langmuir desarrolló un modelo simple para tratar de predecir el
grado de adsorción de un gas sobre una superficie como función de la presión
del fluido. En este modelo se supone que:
1. el adsorbato forma una capa monomolecular sobre
la superficie;
1. todos los sitios de la superficie son equivalentes;
2. no hay interacción entre las partículas adsorbidas y las moléculas
adsorbidas no tienen movimiento sobre la superficie
En el modelo de Langmuir se propone el siguiente esquema dinámico para
representar la adsorción:
Si se define la variable θ como la fracción de la superficie cubierta, o grado de
recubrimiento (θ siempre está entre 0 y 1)
y se asume que la rapidez de adsorción (d θ/dt)d es proporcional a la presión del
gas y a la fracción descubierta de la superficie, se tiene:
Durante la desorción, la rapidez del proceso (dθ/dt)d debe ser entonces
proporcional al grado de recubrimiento de la superficie:
En el equilibrio dinámico la rapidez de ambos procesos se iguala (dθ/dt )a= (dθ/dt
)d , de donde resulta que:
y la constante K = ka /kd determina el estado de equilibrio a una presión dada.
Esta relación da lugar a la conocida isoterma de Langmuir, que tiende a ajustarse
a los datos experimentales mejor que la isoterma de Freundlich.
EJEMPLO ADSORCION
Una de las técnicas más sencillas para analizar el grado de adsorción de
un material sobre un adsorbente consiste en trabajar con disoluciones del
adsorbato a diferentes concentraciones.
El método permite trabajar con adsorbentes distintos como carbón
activado, gel de sílice, alúmina, zeolitas, y también el uso de diversos
disolventes
Para ilustrar los principios en que se basa, aquí describimos el
procedimiento y los resultados obtenidos para el caso particular de la
adsorción de ácido acético en disolución acuosa sobre carbón activado.
Concentraciones de acido acetico:
0.15 M, 0.12 M, 0.09 M, 0.06 M, 0.03 M, y 0.015 M, (M=conc molar)
Carbon activado usado para cada experimento = 1 gramo
A partir de la diferencia de concentraciones inicial (Co) y final (C ) de
ácido acético en cada matraz, el volumen de disolución empleado (100 mL)
y la masa de carbón activado utilizada (mc) se puede calcular N, que es el
número de moles adsorbidos por gramo de adsorbente:
Si suponemos que N es la cantidad máxima de adsorbato que se puede adsorber
en un gramo de carbón activado, el grado de recubrimiento θ resulta ser θ =
N⁄Nmax. En estas condiciones, la isoterma de Langmuir (ec. 5):
puede reescribirse de la siguiente forma:
y rearreglarse como:
Si el sistema sigue el comportamiento descrito por la isoterma de
Langmuir, la gráfica del cociente C/N comofunción de la concentración de
equilibrio C debe dar una línea recta de pendiente 1/Nmax y ordenada al
origen 1/Knmax.
Tabla 1. Resultados experimentales. C0, concentración inicial; C,
concentración al equilibrio; mc, masa de carbón activado; N, cantidad de
ácido acético adsorbido por gramo de carbón.
las constantes N y K se determinadas experimentalmente. Estos
parámetros. Se obtienen de la representación gráfica en la figura 2b
(C/N vs. C ), la cual se aproxima a una recta
La regresión lineal de los datos indica que para este caso Nmax = 1.51
mmol/g y K = 15.5 mmol-1
.
a) isoterma de adsorción del ácido acético sobre carbón activado. Se
muestra la isoterma de Langmuir que mejor se ajusta a los datos.
Gráfica de C/N vs. C. Se muestra la recta que mejor se ajusta a los datos.
Si se conoce el área que ocupa cada molécula de ácido acético sobre la
superficie del adsorbente es posible calcular el área específica del carbón
activado (el área específica es el área superficial total de un gramo de
adsorbente).
Se sugiere asumir un área σ = 2.1 ⋅ 10-19 m2 (21 Å) por cada molécula
adsorbida (Shoemaker, 1972). El área total por gramo secalcula como A =
Nmax N 0σ, donde N 02 es el número de Avogadro.
En nuestro experimento obtuvimos un área específica de 191 m/g. Este valor
se encuentra dentro del intervalo usual para adsorbentes constituidos por
partículas pequeñas y porosas, entre 10 y 1 000 m2/g (Shoemaker, 1972).
EJERCICIO
Muestra Co(mmol/L) C(mmol/L) mc(grs) N(mmolTio2/gFe
)
C/N
1 6.259 0.125 0.160
2 9.389 0.281 0.153
3 12.519 0.475 0.157
4 18.778 0.651 0.167
5 25.037 1.039 0.164
6 31.297 1.189 0.157
7 37.556 1.878 0.160
ADSORCIÓN DE ORO Y PLATA EN CARBÓN ACTIVADO
fue introducido como un adsorbedor para la recuperación de oro y plata a partir de
soluciones cianuradas, aproximadamente en 1880, pero su utilización tiene un gran
despliegue en la industria minera aurífera a partir de 1950 cuando se descubre la
reutilización del carbón activado, previa desorción de los metales preciosos por
Zadra
el carbón más efectivo para usos industriales es aquel que se produce mediante el
quemado de la cáscara de coco o de hueso de durazno entre 700 a 800º C y en
presencia de vapor.
La combustión controlada quema los constituyentes más reactivos de la estructura
del carbón, creando poros (10 - 20Å) e incrementando significativamente el área
superficial del producto activado.
Por lo tanto, el área específica superficial es la propiedad más importante
del carbón activado para la adsorción y para diseñar un sistema de
adsorción se requiere el conocimiento de la densidad aparente del carbón
activado y la capacidad específica adsortiva selectiva y la resistencia
mecánica.
Las técnicas empleadas para la activación del Carbón pueden clasificarse
en dos:
• Activación con compuestos inorgánicos.
• Activación mediante gases
En el primer caso, se mezcla la materia prima (cáscara de coco) con
reactivos inorgánicos que deshidratan las moléculas orgánicas durante la
carbonización empleando temperatura.
Los hidróxidos, ácido sulfúrico, ácido fosfórico y sulfatos alcalinos son los
reactivos. La mezcla se calienta a 500 – 900 oC, luego se enfría, filtra y lava
para de este modo tener el carbón activado
En el segundo caso, se carboniza la materia prima y luego se hacen pasar
gases calientes activantes (vapor de agua, CO2, gas de combustión, aire,
etc.) a una temperatura adecuada.
ESPECIFICACIONES DEL CARBÓN ACTIVADO
.
FACTORES QUE AFECTAN EL CARGADO O ADSORCIÓN DEL ORO
• Concentración en Au y Ag en la solución de lixiviación.
• Concentración del cianuro libre presente en la solución cargada.
• Concentración de impurezas en la solución cargada.
• pH de la solución (Ver figura 4.9)
También influye la granulometría del carbón activado, en relación a la
superficie específica que disponen para adsorber rápidamente grandes
cantidades de oro y plata (ver figura 4.10)
Industrialmente se desea que el cargado alcance hasta unos 12 Kg. de oro
por tonelada de carbón, pero si la concentración de la solución es muy
baja (0,5 a 1,5 mg/l), difícilmente se llegará a más de 6Kg/t de carbón.
MÉTODO DE CARBÓN EN PULPA (CIP) consiste en recuperar el oro y la plata disueltos en la pulpa por medio de la adsorción
de estos metales preciosos en el carbón activado después de realizado el proceso de
lixiviación
Los principales parámetros que se requieren considerar y manejar en este método CIP son los siguientes:
Concentración de carbón en la pulpa 15 a 40 g/l
Cargado del carbón 3 000 a 4000 g Au/t
pH 10 a 11
Densidad de pulpa o porcentaje de sólidos por peso 40 a 45 % de sólidos.
Cianuro libre 0,05% en el circuito.
MÉTODO DE CARBÓN EN LIXIVIACIÓN (CIL)
se diferencia del anterior en que el carbón activado seañade en la etapa de
lixiviación,
Este método CIL resulta ser el seleccionado porque evita las pérdidas de
oro en las colas debido a que se adsorbe en este material. Las
condiciones de operación son las siguientes:
Granulometría de la mena -660 m.2.
Concentración de carbón en la pulpa 6 a 10 g/l3.
Concentración de cianuro libre 0,25 g/l4.
Porcentaje de sólidos en la pulpa 40 a 45%
CARBÓN EN COLUMNA (CIC)
Es recomendable utilizarlo cuando el oro contenido en las soluciones
claras proviene de los procesos de Lixiviación en Pila o del sistema CCD
Para que las columnas de carbón operen en forma correcta es pues
necesario hacer un buen diseño de ellas; en consecuencia, los principales
factores a considerar son:
1. Contenido de oro en la solución cargada a alimentarse.
2. El volumen de carbón en el sistema de adsorción.
3. La cantidad de carbón y la frecuencia con que se debe avanzar el
carbón al sistema de desorción.
4. 4Performance de captación del oro por el carbón
5. Cinética de adsorción del carbón.
6. La cantidad de oro que se espera retornar con el carbón después de la desorción .
7. Número de etapas de adsorción (Número de columnas).
8. Presencia de elementos interferentes en la solución que hagan perder la actividad
del carbón
MÉTODOS DE DESORCIÓN DE ORO DEL CARBÓN ACTIVADO
El carbón cargado es despojado de los metales preciosos en un circuito
denominado Circuito de Desorción del Carbón. Este circuito generalmente
consta de 4 componentes:
1. Columna de Desorción del carbón.
2. Equipo de concentración del metal.
3. Equipo de manejo del carbón.
4. Equipo de intercambio de calor y calentamiento
Los parámetros claves de operación son:
• Las características del carbón.
• La temperatura de la columna de desorción.
• La tasa o velocidad de circulación.
• Eficiencia del equipo de concentración del metal
Comúnmente se usan los siguientes métodos de desorción:
1. El proceso atmosférico de Zadra.
2. El proceso de desorción orgánica (con alcohol).
3. El proceso de desorción a alta presión.
4. El proceso de desorción Anglo-Americano.
5. El proceso Micrón para desorción del oro.
PROCESO ATMOSFÉRICO ZADRA.
Las etapas operativas involucradas en este proceso pueden resumirse como sigue:
Preparación de la solución . La solución extractante es preparada en un tanque la cual
contiene0,1% NaCN y 1% NaOH.2.
Circulación . La solución es bombeada al interior de la columna a 140 C (85 a 95
C). El efluente o solución concentrada de la columna pasa a través de una celda de
electrodeposición y luego retornada al tanque de solución extractante. Este proceso
circulatorio continúa hasta que el oro remanente en el carbón se reduzca al nivel
deseado.3.
Duración . El proceso incluye la desorción de un 99% del oro original cargado y
electrodeposiciónpero no incluye el lavado ácido. Normalmente requiere un tiempo de 16
horas (20 a 60 h).4.
Remojo con cianuro cáustico . Se deja remojar el carbón en la columna con una
solución de 3%NaCN y 3% NaOH a 110oC por un tiempo de 30 minutos. El oro
adsorbido es convertido a una especie fácilmente soluble durante esta etapa
Desorción. La desorción es lograda mediante el bombeo de 7 volúmenes de lecho
(BV) de agua através de la columna a 110 C. Durante esta etapa la solución
concentrada pasa a un tanque de almacenamiento.
Enfriamiento. El último volumen de lecho de agua ingresa a la columna a
temperatura ambiente reduciendo así la temperatura interna a bajo del punto de
ebullición y prepara el carbón para ser transferido
Electrodeposición. La solución concentrada de la desorción completa es
colectada y almacenada en un tanque de donde es bombeada a la planta
de electrodeposición. Después de la electrodeposición la solución pobre
es descargada y recirculada nuevamente a la sección de desorción con el
fin de aprovechar el cianuro residual y el oro.
Duración. El proceso completo incluyendo el lavado ácido, desorción del
99% del oro y la electrodeposición es normalmente llevado a cabo en
periodos de 8 horas.
VENTAJAS
1. Requiere menos cantidad de agua
2. No requiere controlador de secuencia o instrumentación
3. Puede tolerar la más baja calidad del agua
4. Bajo costo de capital.
PROCESO DE DESORCIÓN CON ALCOHOL
Este proceso fue desarrollado por H.J. Heinen y otros en 1976. Es una versión
mejorada del proceso Zadra. Las condiciones de operación son las siguientes:
Solución 0,1 % NaCN.
1% NaOH
20% p/v de etanol o metanol.
Temperatura 70 a 80C
Presión Atmosférica
Ciclo de desorción 5 a 6 horas.
Reactor o columna de acero
Circuito En circuito cerrado con electrodeposición
La concentración de la solución obtenida puede alcanzar hasta los 1 500 ppm y la
solucióndescargada puede contener solamente unos 4 ppm.
VENTAJAS:
• Tiempo corto de desorción y alto grado de la solución desorbida.
• Baja temperatura, por consiguiente requerimiento bajo de calor.
• Bajo costo de capital.
• Tanques de acero templado.
• El carbón no requiere activación frecuente
DESVENTAJAS:
• Alto riesgo de incendio.
• Altos costos de operación si no se recupera cuidadosamente el alcohol.
• El carbón debe ser regenerado a vapor o térmicamente, para restaurar su actividad
PROCESO DE DESORCIÓN A ALTA PRESIÓN.
Este proceso fue desarrollado por Ross en 1973 y otros a comienzos de 1970. Este
proceso emplea alta presión y temperatura para disminuir el tiempo de desorción a
2 ó 6 horas.
Esto implica la desorción del carbón cargado con una solución que contiene 0,1%
NaCN y 1% NaOH a 160 y 350kPa (50 psi).
El uso de alta presión reduce el consumo de reactivos, el inventario de carbón y el
tamaño de la sección de desorción.
La alta temperatura y presión empleada en este proceso y eltiempo extenso para
enfriar las soluciones antes de la reducción de presión, demandan un alto costode
capital en su instalación
VENTAJAS
• Permite tiempos cortos de desorción y obtener soluciones de alta
concentración.
• Es menos sensible a la contaminación de la solución.
• La desorción y recuperación del oro son separadas, pueden por lo tanto ser
optimizadas independientemente cada etapa.
• Se consigue una muy buena desorción.
DESVENTAJAS
• Alto costo de capital:
• Reactor de presión de acero inoxidable.
• Necesita intercambiadores de calor.
• Fuente de calentamiento grande.
• Tanques grandes para soluciones de desorción cargada y descargada
• Los reactores trabajan a presión, por lo que requieren protección de la sobre-
presión
PROCESO DE DESORCIÓN ANGLO-AMERICANO
El uso de temperaturas y presiones elevadas implican un alto costo de capital en la
instalación y el requerimiento de flujos múltiples aumenta la complejidad del circuito.
VENTAJAS DEL PROCESO AARL:
• El lavado ácido y la desorción es llevado a cabo en medio periodo.
• Más bajo oro residual cargado en el carbón.
• Operación a más baja temperatura y presión.
• Mínima transferencia de carbón con degradación reducida.
• Operación menos sensible.
• Costos de operación más bajos
• Muy buena desorción.
• La solución puede ser alimentada a un circuito de precipitación con zinc.
DESVENTAJAS
• El proceso es más complicado.
• Requiere más instrumentación sofisticada para operación automatizada.
• Tanque o columna más sofisticada si se efectúa un lavado ácido a alta
temperatura en el mismo reactor.
• Requiere de una buena agua para una eficiente desorción y es particularmente
sensible ala presencia de calcio y magnesio..
• La solución de desorción no puede ser reciclada
FUNDAMENTOS DE LA CEMENTACIÓN CON ZINC
Cualquier metal de mayor afinidad por cianuro que el oro o la plata, desplaza
a estos metales quedando el precipitante solubilizado como cianuro metálico
complejo, precipitando el o los metales preciosos.
por ejemplo las determinaciones publicadas del orden electroquímico en
soluciones de cianuro, indican la secuencia, de positivo a negativo
Mg, Al, Zn, Cu, Au, Ag, Hg, Pb, Fe, Pt
Cualquier metal de esta secuencia tenderá a disolverse en solución de
cianuro más rápido que el metal de su derecha, desplazándolos a esos
metales y precipitándolos
El magnesio o el aluminio precipitarán al oro y a la plata más rápido que el zinc.
sin embargo, el zinc es el que presenta mayores ventajas económicas y técnicas,
constituyéndose de esta manera el método más ampliamente utilizado en todo el
mundo para la cementación del oro y la plata.
En consecuencia, es fundamental que la solución tenga un potencial de
oxidación bajo, para estabiliza rel Au y Ag metálicos
En consecuencia debemos tener presente, que al interpretar una escala de
potenciales de electrodo ,un Eº más grande (más positivo) es un metal más
noble, o sea, es más difícil de pasar los iones a la solución (corrosión
difícil). Especie oxidante
Un Eº más pequeño (más negativo) metal menos noble,más fácil de pasar
los iones a la solución (corrosión fácil). Especie reductora
El diagrama de Eh - pH de la figura 4.5 muestra los campos de estabilidad del
precipitante solubilizado y el metal precipitado
Las reacciones espontáneas que pueden realizarse para la precipitación
del oro o la plata son:
Dado que la reducción del Au(CN)2-a Au, debido a la reacción con H2
es espontánea en un amplio rango de condiciones -aún las encontradas en
la práctica- es posible que se precipite el oro o la plata por:
Pero la reacción es lenta, comparada con las anteriores del Zn.
Ocurren también reacciones laterales debido al ataque del Zn con otras
sustancias del sistema, provocando mayor consumo de Zn:
La cementación es un proceso electroquímico, con reacción heterogénea. El
Zn se disuelve en los sitios anódicos y los electrones cedidos sirven para
reducir los aniones complejos en los sitios catódicos:
La adición de sales de plomo ayuda a la espontaneidad de la cementación
formando áreas catódicas en las partículas de zinc, pero su adición debe ser
muy controlada, ya que en exceso reduce la eficiencia.
Sin embargo, a parte de las reacciones antes mencionadas, hay otros
compuestos de Zinc que pueden estar presentes bajo ciertas condiciones, tales
como hidróxido de zinc y iones zincato. Estas reacciones son:
Como podemos ver, el proceso se lleva a cabo generalmente bajo condiciones
fuertemente reductoras y a un pH alrededor de 10, de modo que los iones cianuro
de zinc sean las especies más estables en la solución
En consecuencia, el proceso es altamente eficiente para la precipitación del oro, a
partir de soluciones de concentración tan bajas como de alrededor de 0,01 ppm,
con recuperaciones de más del 99%.
Ocurre un similar fenómeno y eficiencia de recuperación cuando setrata de la
plata
De acuerdo a Barin la reacción química global para la cementación es:
Finkelstein y Barin también sugieren que para concentraciones de ion cianuro
libre por debajo de 3,5x 10-3M, la cementación del oro tiene lugar con formación
de Zn(OH)2 como producto intermedio.
Estas reacciones significan pérdida de cianuro e incremento de álcali.
Si no hay cianuro libre presente en la solución de lixiviación, la reacción sería:
Lo que significa que la precipitación se debe a un desplazamiento
electroquímico del oro por el zinc, seguido por el desplazamiento del hidrógeno
del agua por el metal alcalino del complejo de oro.
La velocidad de reacción obedece al modelo cinético siguiente
La cinética es de primer orden con respecto a la concentración del metal a precipitar y directamente dependiente de la superficie del precipitante.
En la práctica, está controlada por la difusión y su energía de activación es de alrededor de 12,552 J/mol, de tal manera que la temperatura afecta levemente la velocidad
Como es la difusión del complejo Au(CN)2- la que controla la velocidad, es la reacción en los sitioscatódicos quien gobierna el desarrollo de la cementación.
La reacción anódica, tiene fuerte influencia solamente cuando los sitios anódicos están bloqueados (productos insolubles, películas, etc.) deteniendo la velocidad del proceso
En consecuencia, la superficie del precipitante es una de las variables más
importantes en la cinéticadel proceso de cementación. La superficie específica
(cm2 /g) del zinc en polvo, es mayor en 500 a más veces que la superficie
específica del zinc en lámina.
Las reacciones laterales también aumentan suvelocidad, luego resulta necesario
desairear las soluciones y minimizar el tiempo de contacto, parabajar el consumo
de zinc.
La presencia de oxígeno en el sistema, afecta adversamente al proceso de
cementación de varias formas:
• La velocidad de reacción varía inversamente con la presión parcial del oxígeno.
• Hay tendencia de que el metal precipitado se disuelva debido a la presencia de
O2 y CN-. Si el Au o Ag, está en contacto con el Zn, la presencia de O2 sólo
disuelve Zn en los sitios anódicos, ya que es más oxidable.
INTERCAMBIO IONICO.
Es sin duda una alternativa frente al uso del carbón activado, que se
empieza a estudiar desde fines de 1940, siendo las resinas de intercambio
iónico las empleadas para la recuperación del oro y otros metales
preciosos de soluciones de cianuro
El diagrama de flujo de una Planta de Resina en Columna (RIC) es similar a
aquel de una planta CIC, tal como se muestra en la figura 4.23. La sección
de cargado es virtualmente idéntica al CIC, sin embargo, la sección de
elución o desorción(re-extracción) es diferente en tanto que no requiere de
temperatura y presión elevadas como en la desorción del carbón
Si bien las cinéticas de intercambio son más rápidas que la cinética de
adsorción en carbón, no necesariamente significa que pueda utilizarse
menos resina y columnas de cargado más pequeñas;
Al contrario, como las gotas de resina son más pequeñas y generalmente
menos densas que los granos de carbón, se requiere caudales o flujos
más pequeños (típicamente 6 GPM/pie2 comparado a 16GPM/pie2 para el
carbón) para prevenir que la capa de resina sea inadvertidamente
transportada a la etapa siguiente.
En otras palabras, las limitaciones de flujo más que la cinética de
intercambio determina el tamaño del reactor..
Las resinas que se utilicen deben tener las siguientes ventajas, en
comparación con el carbón activado:
• Cinética más rápida y equilibrios de cargado altos.
• Temperatura y presión bajas para la desorción.
• No hay necesidad para la reactivación térmica
• Menos sensibles al taponamiento y toxicidad
Algunas de las desventajas citadas para las resinas disponibles en el mercado, comparadas con elcarbón activado, son las siguientes:
• Menor selectividad.
• Tamaño pequeño de partículas.
• Fuerza física pobre.
• Densidad baja de los esferoides.
• Alto costo
Las resinas que se utilizan casi exclusivamente para la recuperación de
metales preciosos de las soluciones son las aniónicas. Estas resinas se
clasifican en:
• Resinas fuertemente básicas.
• Resinas débilmente básicas
Las resinas fuertemente básicas son generalmente menos selectivas y más
difíciles de desorber, pero ellas se cargan muy rápido y a niveles más altos que
las resinas débilmente básicas.
Las reacciones de cargado en ambos tipos de resinas pueden ser escritas como
sigue:
ELECTROCOAGULACION
El principio de electrocoagulación se basa en la coagulación entre los
cationes polivalentes formados por la oxidación electrolítica de los ánodos
de hierro y aluminio, y los contaminantes o compuestos del medio acuoso,
como el TiO2
En este proceso, el movimiento electroforético tiende a concentrar las
partículas cargadas negativamente en la región del ánodo y los iones
cargados positivamente en la región del cátodo.
Por consiguiente, los iones liberados por los electrodos, neutralizan las
partículas cargadas con cargas opuestas facilitando con esto la
coagulación de las especies resultantes
Debido a la generación simultánea de gases durante la electrólisis
(producción de H2 y O2), sucede la flotación del aglomerado o coágulo que
contiene el TiO2, eliminando o recuperando dichas especies del efluente
A diferencia de la coagulación química es el origen del coagulante, ya que,
en la electrocoagulación el catión proviene de la disolución del ánodo
metálico, ya sea, fierro o aluminio
The chemicals reactions that have been proposed to describe the mechanism of
EC for the production of H2(g) and OH-(ac) (cathode) and H+(ac) (anode) [7]
are:
Anodo:
Fe ↔ Fe3+ + 3e-
Fe(OH)2+ + H2O ↔ Fe(OH)2+ + H+
H++ 2 e- ↔ H2(g)↑
Fe(OH)2+ + e- ↔ Fe(OH)2 (aq)
Fe(OH)2(aq) + H2O ↔ Fe(OH)3- + H+
Fe(OH)3- ↔ Fe(OH)3 (aq) + e-
Overall reaction.
6Fe + (12+x) H2O ↔ ½ (12-x)H2(g)↑ + x Fe(OH)3 * (6-X) Fe(OH)2 (s)
La precipitación del hidróxido de Fe (III) continua, y la precipitación del
hidróxido de Fe (II) también ocurre presentando un flóculo verde oscuro.
El flóculo electrocoagulado es formado debido a la polimerización de
oxihidroxidos de fierro
2Fe(OH)3 ↔ Fe2O3 + 3H2O (hematita, magemita
Fe(OH)2 ↔ FeO + H2O
2Fe(OH)3 + Fe(OH)2 ↔ Fe3O4 + 4H2O (magnetita)
Fe(OH)3 ↔ FeO(OH) + H2O (goetita, lepidocrocita)
Cátodo
2H+ + 2 e- H2(g)↑
La evolución del hidrógeno toma mayor lugar pero los [H+] ahora provienen de la
hidrólisis de fierro y ácidos débiles
De manera general este proceso tiene las siguientes ventajas:
• Los efluentes tratadas son libres de impurezas como son color, olor, y
sólidos
• como se aplica un campo eléctrico pueden removerse partículas
coloidales facilitando con esto la clarificación de la fase acuosa
• la unidad de tratamiento no es muy voluminosa y el mantenimiento de
la misma es muy fácil ya que no tiene partes en movimiento;
• esta tecnología se puede utilizar en áreas remotas del país donde se
tengan problemas de electricidad, ya que se puede utilizar la energía
solar para llevar a cabo este proceso
Ventajas y desventajas de los métodos para la recuperación de oro y plata de
soluciones cianuradas. METODO VENTAJAS DESVENTAJAS
Merrill-Crowe
- Lower capital and operating costs
- Handles solutions containing high silver
and gold content
- It is highly efficient (99.5%)
- Can treat high-grade solutions produced
by carbon elution
- Alternative to electrowinning
- The pregnant solution need clarified and
deoxygenating
- Low concentrations of metals, increased
amount of zinc
- Depends on the pH and concentration of
the free cyanide
Adsorption with Activated Carbon
- Does not require pre-treatment of pregnant
solution
- Not dependent on the concentration of
metals
- Large specific surface
- Fouled carbon need be regenerate by
heating
- Larger carbon inventory
- The pregnant solution has to go through 5
or 6 columns
- High operating costs
Ion Exchange Resins
- No need: washing, revival or heat treatment
- High cost of the process
- Lower loading capacity
- Low abrasion resistance in tanks of
adsorption
- The resin must be regenerated in acid
medium
Electrocoagulation
- The residence times are minutes
- Do not use chemicals
- Handles solutions containing lower or high
silver and gold content
- Energy costs per m3 of pregnant solution
are lower than conventional treatment
systems
- Sacrificial anode must be replaced
periodically