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Metalurgia del antimonio

Autor: ANTONIO ROS MORENO
Curso:
10/10 (1 opinión) |2340 alumnos|Fecha publicación: 22/10/2009
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Capítulo 15:

 Extracción con disolventes orgánicos

En el campo de la Hidrometalurgia, el término “extracción con disolventes” se refiere a los procesos en los que una solución acuosa que contiene varios iones metálicos se pone en contacto en contra-corriente con una solución orgánica inmiscible con la fase acuosa. La fase orgánica contiene un reactivo que es capaz de extraer, al menos, un metal de la fase acuosa, que es transferido a la fase orgánica; de esta manera se consigue pasar, al menos, una especie metálica disuelta en la fase acuosa a la fase orgánica, conocida como disolvente, con objeto de separarla/s de los otros metales de la solución acuosa.

            Este proceso es reversible; quiere decirse con ello que, dependiendo de las condiciones de la operación, el metal o metales “extraídos” presentes en la fase orgánica puede ser “re-extraído” y pasar a la fase acuosa, regenerándose al mismo tiempo el disolvente. La “extracción” o la “re-extracción” se produce por la dispersión de una fase en la otra en forma de pequeñas gotitas que favorece la transferencia de materia y se realiza por medio de la agitación mecánica. Por medio de este proceso de “extracción” y “re-extracción” se consigue purificar las soluciones lixiviantes, pasando de una solución acuosa normalmente diluida y que contiene varios iones metálicos a una solución acuosa normalmente concentrada y conteniendo un solo ion metálico.

            El proceso de extracción con disolventes aparece como una operación unitaria entre un proceso primario (lixiviación) y un proceso de acabado y obtención del metal (electrolisis o cristalización).

mina

            La extracción con disolventes se emplea con tres fines fundamentales: de concentrar, purificar y separar sus elementos o metales disueltos. Normalmente estas misiones van acopladas, pero el predominio de cada una hace que la extracción con disolventes tenga una función específica y que se intercale en distinto <<sitio>>de un proceso metalúrgico.

            Por ejemplo, cuando predomina la misión de concentrar. Su aplicación está íntimamente ligada con la recuperación de cationes de menas pobres. Como el metal tiene que estar disuelto, esta misión sólo se puede aplicar a metales solubilizados, metales caros, o a otros acompañantes de metales caros.

            Con fines de purificación se emplea en aquellos casos en que el precio de un metal crece marcadamente con la pureza, de forma que puede ser rentable una etapa de purificación por extracción con disolventes.

            Con fines de separación, puede ser rentable el empleo de esta técnica, en el aislamiento de elementos de menas en que todos los metales o algunos son valiosos. Esta aplicación se extiende a la recuperación de chatarras de diversos materiales.

            La extracción con disolventes es actualmente una herramienta o técnica, en algunos casos no suficientemente barata, que se incorpora a la metalurgia. Para que esto ocurra han existido diversos impulsos, de los que los fundamentales son: las necesidades de alta pureza, desarrollo de las técnicas hidrometalúrgicas y necesidad de tratar menas más complejas y menos ricas.

            Consecuentemente con todo esto, existe un desarrollo creciente en la obtención de nuevos agentes de extracción, baratos, selectivos y específicos, y en la aplicación industrial de esta técnica, con relación a la construcción y extrapolación del equipo.

            Son conocidos numerosos procedimientos metalúrgicos aptos para controlar las concentraciones de antimonio en las soluciones en que viene a encontrarse como elemento indeseable; así ocurre en las soluciones de descarga de las células para la electrorrefinación del cobre.

            Como ejemplo de las posibilidades de la extracción con disolventes en la metalurgia del antimonio, se presenta el proceso desarrollado por la empresa “Nuova Samin S.p.A.” para la separación del antimonio de soluciones ácidas que lo contengan.

            El procedimiento citado comprende las etapas de poner en contacto, en contracorriente o en equicorriente, la solución ácida conteniendo iones de antimonio con un diluente orgánico inmiscible con agua, constituido esencialmente por hidrocarburos, alcoholes o sus mezclas, conteniendo disuelto al menos un poliol, en particular y preferiblemente un diol, extrayendo dicho poliol el antimonio, el cual es luego reextraído mediante un contradisolvente. De entre los polioles susceptibles de ser empleados según el procedimiento de “Nuova Samin S.p.A.” cabe citar los dioles con un número de átomos de carbono superior o igual a 7, los trioles con un número de átomos de carbono superior o igual a 10. En particular, de entre los dioles cabe citar el octan-1, 2-diol, el decan-1, 2-diol, el dodecan-1, 2-diol, el tetradecan-1, 2-diol (TDD) y el hexadecan-1, 2-diol. Además pueden mencionarse el feniletan-1, 2-diol, el 2-fenil-propan-1, 2-diol, el 2-etilhexan-1, 3-diol, el 2-metil-propil propan-1, 3-diol, el 2,2-dimetilhexan-3, 5-diol, el octan-1, 8-diol, el dodecan-1, 12-diol, el 4-octilciclohexan-1, 2 diol. La concentración de los polioles en el diluente está comprendida entre el 1 % y el 25 %, preferiblemente entre el 5 % y el 15 %.

            Como diluentes pueden emplearse, solos o en mezcla, compuestos hidrocarbúricos alifáticos, aromáticos y nafténicos, alcoholes monooxidrílicos y compuestos etéreos.

            Es esencial que los diluentes sean buenos disolventes de los polioles y prácticamente insolubles en la fase acuosa.

            La relación entre fase orgánica (diluente + soluto) y la fase acuosa puede variar entre 0,1 y 10, preferiblemente entre 1 y 5.

            La reextracción del antimonio de la fase orgánica puede ser efectuada sin dificultades empleando un contradisolvente constituido por soluciones alcalinas, neutras, ácidas o soluciones salinas ácidas. Preferiblemente se emplea una solución acuosa neutra, o bien alcalina.

            La acuosa procedente de la fase de reextracción contiene una disolución de antimonio purificada y que  puede ser tratada mediante electrólisis y/o cristalización y/o precipitación.

            En la descripción expuesta, el ciclo de obtención del producto final es el paso final y último del proceso por el cual se consigue la producción de antimonio de ultra elevada pureza en forma metálica por electrólisis o/y en forma de compuesto químico, como por ejemplo, sales de antimonio por cristalización.

cristalización

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