Conceptos Fundamentales de la Extracción por Solventes en Metalurgia del Cobre

Conceptos Clave en Extracción por Solventes

Coeficiente de Distribución

Es el cociente o razón entre la concentración de esas sustancias en las 2 fases de la mezcla formada por 2 disolventes inmiscibles en equilibrio.

Factor de Separación

Es la relación entre los coeficientes de distribución de ambos metales con el disolvente orgánico.

Ecuación representativa:

Cu²⁺ + 2RH <-> CuR₂ + 2H⁺

Carga Máxima

Corresponde a la máxima concentración del ion metálico de interés presente en la fase orgánica bajo determinadas concentraciones de pH.

Ejemplo: 5-8 g/L Cu

Insolubilidad

Debe existir alto grado de mutua insolubilidad entre el extractante y la fase acuosa.

• Facilita la recuperación del extractante.
• Disminuye las pérdidas de orgánico en el refino y electrolito.

Separación de Fase

Proceso mediante el cual se logra separar 2 o más componentes.

En SX, la separación se realiza mediante diferencia de densidades.

Tensión Interfacial

Es el resultado de efectos moleculares por los cuales se forma una interfase o superficie que separa los fluidos. Se dice que los fluidos son miscibles entre sí cuando la tensión interfacial es baja.

• Baja tensión interfacial: las 2 etapas se aproximan más a la miscibilidad (medida indirecta de la solubilidad).
• Ejemplos: PLS limpio 24-28 dinas/cm; Sistema contaminado 12-15 dinas/cm.
• Aumenta la tensión interfacial: disminuye el tiempo de separación de fases.

Mecanismos de Extracción

3) Par Iones

Una gran molécula de carga positiva provoca la extracción de un complejo metálico aniónico hacia la fase orgánica, con la correspondiente expulsión de un anión inorgánico pequeño hacia la fase acuosa.

Ejemplo: Extractantes en base a aminas. Las aminas contienen un nitrógeno alcalino capaz de formar sales amínicas con una variedad de ácidos orgánicos e inorgánicos.

4) Neutro o Solvatante

Coordinación con ciertos complejos metálicos reemplazando sus aguas de hidratación. El complejo resultante se vuelve insoluble en agua y se logra pasar fácilmente a la fase orgánica.

Los extractantes de solvatación tienen un átomo capaz de donar electrones a un metal y se clasifican de acuerdo a esa habilidad.

5) Sustitución de Enlaces

Similar al de solvatación, pero a diferencia de ellos, forman complejos estables con los metales y así desplazan otros enlaces.

Tipos de Extractantes Comunes

Aldoxima

Poderoso extractante de cobre. No son capaces de reextraer con los electrolitos típicos.

Se utilizan bajo mezclas de cetoximas y con adiciones de modificadores.

• Modificadores pueden acelerar la degradación del orgánico y posibles arrastres de acuoso.

Mezcla Cet/Ald (Cetoxima/Aldoxima)

Combinan la fuerza extractiva y rápida cinética de las aldoximas con el excelente comportamiento físico y químico de las cetoximas.

Se pueden mezclar en cualquier relación de volúmenes, dependiendo de las condiciones de la planta, en especial del pH.

• La presencia de modificadores mejora la transferencia de cobre y su selectividad.