Extracción de Cu(II) desde soluciones acuosas generadas en procesos de lixiviación oxidativa de concentrados sulfurados de este metal mediante β-hidroxioximas

Abstract

En esta Memoria de Título se estudió a escala de laboratorio el proceso de extracción por solventes de Cu(II) con extractantes del tipo β-hidroxioxímicos desde soluciones acuosas oxidantes provenientes de etapas de lixiviación de concentrados mediante ion Fe3+ en medio clorurado y en medio sulfatado asistido por iones ioduro. Los resultados alcanzados se comparan con los obtenidos con los logrados en un medio sulfatado convencional. Se emplearon dos extractantes quelantes, una salicilaldoxima la 5-nonilsalicilaldoxima (LIX 860N-IC) que presentó resultados muy eficientes y la cetoxima 2-hidroxi-5-nonilacetofenonaoxima (LIX 84-IC) y como diluyentes de ellas se empleó n-hexano y alternativamente tolueno. Se estudió también el efecto del contenido de extractante en la fase orgánica. En los experimentos de extracción con solventes en medio clorurado, se estudió la variación del contenido de Fe(III) y del ion cloruro en las fases acuosas que simulan soluciones PLS (Pregnat Liquid Solutions). En los experimentos de extracción realizados en medio yodurado se estudió la influencia sobre la extracción del metal, del contenido de Fe(III) y la concentración de KI en las soluciones PLS. Los experimentos se realizaron en reactores-decantadores de vidrio a temperatura controlada. No se observaron en ambos medios oxidantes dificultades de insolubilización o del extractante o de los complejos Cu/extractante al emplear o altas concentraciones de la oxima y altos contenidos del metal en la fase acuosa, lo que permitiría su empleo con soluciones PLS muy concentradas en Cu(II). Se realizaron también experimentos de selectividad de extracción de la salicilaldoxima, respecto a otras especies iónicas habitualmente encontradas en aguas de lixiviación, confirmándose que el extractante mantiene su alta selectividad, tal como en medio sulfatado originado en lixiviación de óxidos de cobre. Se estudió igualmente en ambos medios oxidantes la etapa de retroextracción del metal desde la fase orgánica por contacto con soluciones concentradas de H2SO4, determinándose que en el caso de la salicilaldoxima se requiere un mínimo de 150 g/L para romper eficientemente los complejos Cu/oximas. Sin embargo, la cinética de extracción en medio clorurado y el medio iodurado resultó ser más lenta que en medio sulfatado convencional. El tamaño de la planta de extracción por solventes, se determinó en ambos medios oxidantes mediante el método de Mc Cabe-Thiele, basado en los equilibrios acuoso/orgánicos de las fases participantes. El número de etapas depende de la relación en volumen de las fases contactadas, del contenido del metal en las fases iniciales y de la concentración del extractante empleada en la fase orgánica.

In this work, the solvent extraction process of Cu(II) with β-hydroxyoximic-type extractants was studied on a laboratory scale from aqueous solutions generated in the oxidative leaching of copper concentrates using Fe3+ as oxidant ion in chlorinated medium and in a sulfated medium assisted by iodide ions. The results achieved were compared with those obtained with those achieved in a conventional sulfated medium. Two chelating extractants were used, a salicylaldoxime, 5-nonylsalicylaldoxime (LIX 860N-IC), which presented very efficient results, and 2-hydroxy-5-nonylacetophenoneoxime ketoxime (LIX 84-IC), both dissolved in the diluents n-hexane or alternatively toluene. The effect of the extractant content in the organic phase was also studied. In the extraction experiments with solvents in chlorinated medium, the variation of the content of Fe(III) and chloride ions in the aqueous phases that simulate Pregnat Liquid Solutions was studied. In the extraction experiments carried out in iodized medium, the influence on metal extraction of the Fe(III) content and the KI concentration in the PLS solutions was studied. The experiments were carried out in glass reactors-settlers at controlled temperature. No insolubilization difficulties of the extractant or the Cu/extractant complexes were observed in both oxidizing media, when using either high concentrations of the oxime and high metal contents in the aqueous phase, which would allow their use with PLS solutions highly concentrated in Cu(II). Extraction selectivity experiments of salicylaldoxime were also carried out with respect to other ionic species usually found in leaching solutions, confirming that the extractant maintains its high selectivity, such as in conventional sulfated solutions originating from leaching of copper oxides. The back-extraction (or stripping) process of the metal from the organic phase was studied by contact of loaded organic solutions with concentrated solutions of H2SO4 was also studied in both oxidizing media, determining that in the case of salicylaldoxime a minimum of 150 g/L is required to efficiently break the Cu/oxime complexes. However, the extraction kinetics in chlorinated medium and iodine medium turned out to be slower than in conventional sulfated medium. The size of the solvent extraction plant was determined in both oxidizing media using the Mc Cabe-Thiele method, based on the aqueous/organic equilibriums of the participating phases. The number of stages depends on the volume ratio of the contacted phases, the metal content in the initial phases and the concentration of the extractant used in the organic phase.