(ácida, básica, salina, etc) -...

hidrometalurgia

Aplicações específicas de lixiviação

(ácida, básica, salina, etc)

• Lixiviação de metais

• Lixiviação de minérios na forma de óxidos

• Lixiviação de minérios na forma de sulfetos

14/8/18

hidrometalurgia

http://ecycle.com.br/component/content/article/37-tecnologia-a-favor/1539-pesquisadores-descobrem-novo-metodo-de-extracao-de-ouro.html

1 grama = R$ 146,10

(cotação 13/8/18)

Barra padrão 250 gramas

Chart

of

the t

op 1

0 g

old

pro

ducin

g c

ountr

ies

Ranking Country 2012 Output (Tons)

% World Production

1 China 403 14.9%

2 Australia 250 9.3%

3 USA (Nevada) 230 8.5%

4 Russia 205 7.6%

5 South Africa 170 6.3%

6 Peru 165 6.1%

7 Canada 102 3.8%

8 Indonesia 95 3.5%

9 Uzbekistan 90 3.3%

10 Ghana 89 3.3%

Rest of the world 901 33.3%

World gold production 2700

min

e-e

ng

ineer.

co

m/m

inin

g/.

../c

ya

nid

e_

leac

h.h

tm

Lixiviação do ouro e da prata

hidrometalurgia

Agentes lixiviantes: Cianeto de sódio, água régia, tiuréia,

tiossulfatos, etc

Schematic representation of

the dissolution of gold in

cyanide solution (Habashi)

Lixiviação do ouro e da prata com cianeto - teoria

laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242

aqaqS NaOHCNNaAuOHNaCNAuaql

2242 222

Reações

hidrometalurgia

(Habashi)

Reatores utilizados na lixiviação do ouro

Lixiviação de Metais - hidrometalurgia hidrometalurgia

• tanques Pachuca

• Tanques com agitação mecânica

Tanques Pachuca

Gold and silver recovery by cyanidation (Habashi)

Lixiviação de Metais - hidrometalurgia hidrometalurgia

Efeito da concentração de cianeto na lixiviação do Au e da Ag - Habashi

laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata hidrometalurgia

Efeito da pressão de oxigênio e concentração de NaCN na velocidade de

dissolução da Ag.

laqlaqS OHNaOHCNNaAgOHONaCNAgaqg 22222 22242

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Efeito da temperatura na velocidade de dissolução do Au em solução

de KCN a 0,25%

laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Exercício

Em um tanque, com agitação mecânica, foram colocados 1 tonelada de minério de

ouro e 3 toneladas de solução de cianeto de sódio 0,010% em massa. O sistema

reacional foi mantido até atingir o equilíbrio químico. Responda.

a) Tem reagente em excesso? Se tem,quanto?

b) Qual a massa do sal de ouro produzida?

c) Qual a massa de rejeito sólido (base seca)? (suponha que somente o ouro do

minério foi lixiviado.

d) Faça um desenho esquemático do reator

Dados:

Minério de ouro: 500 gramas de Au por tonelada de minério.

O minério consiste de ouro e quartzo. Au = 197, Na = 23, C = 12, N = 14, O = 16, H = 1

laqlaqS OHNaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg 22222 22242

aqaqS NaOHCNNaAuOHNaCNAuaql

2242 222

aqlaqS NaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg

44284 222 )(

51,26 g de NaCN

690,36 g do sal

999,5 kg de rejeito

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Estudo de um artigo

Variáveis importantes na lixiviação do ouro e da prata

Reação química entre a solução de tiossulfato com ouro

4 Au + 8S2O3 2- + 2H2O + O2 → 4Au(S2O3)2

3- + 4OH-

Figura 1. Modelo de lixiviação do ouro com solução de tiossulfato amoniacal

XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015

Lixiviação do ouro com tiossulfato

XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015

Lixiviação do ouro com tiossulfato

XXVI Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Poços de Caldas-MG, 18 a 22 de Outubro 2015

Lixiviação do ouro com tiossulfato

REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 68(1),

061-068, jan. mar. | 2015

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Figure 1 - Flowchart with steps of the work..

Lixiviação do ouro com água régia

https://mundoquimico.com.br/agua-regia/

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Teste 1

30 g PCB

Água régia (1/20)

Agitação magnética

60°C

2 horas

Licor foi analisado por AA

Teste 2

PCB

Cianeto de potássio 6-8% (1/20)

pH 12,5

Imersão

25°C

2 horas

Licor foi analisado por AA

Teste 3

PCB

Tiossulfato de sódio - Na2S2O3

Tiossulfato de amônio – (NH4)2S2O3

Solução de NH4OH

Solução de CuSO4

Solução H2O2

pH 9.0 - 11.5

25°C

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Lixiviação do ouro com tiossulfato

Lixiviação do ouro com tiossulfato

These results demonstrate that more studies are

necessary, using other parameters and different

solution concentrations to increase the efficiency of the

leaching process.

REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 68(1), 061-068, jan. mar. | 2015

Lixiviação de Minérios na forma de

Óxidos

hidrometalurgia

16/8/18

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos

2 grupos de

óxidos

• Óxidos simples: (CuO – tenorita; Al2O3 – bauxita;

UO2 – uranita; ZnO – zincita)

• Óxidos mixtos ou complexos: (Cr2O3.FeO – cromita;

TiO2.FeO – ilmenita;

WO3.FeO – volframita)

3 maneiras de se

fazer a lixiviação

• Sem agentes oxidantes (CuO, SnO2, Al2O3, Al(OH)3)

• Com agentes oxidantes (U3O8, UO2, FeO.WO3, CaO.WO3)

• Com agentes redutores (MnO2)

hidrometalurgia

Lixiviação da bauxita

• NaOH

• H2SO4

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos

Exemplo de lixiviação sem agentes oxidantes

Bauxita

• Descoberta em 1821 – Les Baux - França

• Minerais de alumínio:

• Gibbsita Al(OH)3

• Diásporo AlO(OH)

• Boemita AlO(OH)

• Minerais acessórios:

• de ferro

• argilosos

• ilmenita

• sílica

• Bauxitas economicamente aproveitáveis • Teores de Al2O3 acima de 30%

Matéria-prima para produção industrial do Al2O3 e alumínio primário

Brasil: 3ª maior

reserva mundial

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Principais minerais encontrados na bauxita:

• Gibbsita - Al(OH)3,

• Boehmita - -AlOOH

• Diásporo - α-AlOOH

• Quartzo – SiO2

• Goethita - FeO(OH)

• Hematita – Fe2O3

• Caulinita - Al2Si2O5(OH)4

• Argilas - (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,H2O]

• Ilmenita – FeO.TiO2

• Anatásio – TiO2

Fonte: CETEM

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Mina de bauxita

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Table 3-4. Composition of typical bauxite (Habash)

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Processo Bayer

Lixiviação da bauxita com hidróxido de

sódio

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Um dos processos hidrometalúrgicos mais importante

Processo Bayer

Fonte: CETEM

Fonte: CETEM

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Influencia dos minerais gibbsita, boemita e diásporo nas

condições de lixiviação da bauxita - Processo Bayer

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Relação minério/Al2O3/Al

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Processo Bayer

t = 5 horas

P = 4-8 atm

T = 100-250°C

Al2O3(s) + 2NaOH(aq.) 2NaAlO2(aq.) + H2O(l)

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Composições típicas de uma bauxita, da lama vermelha e da aluminas

calcinada

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Lixiviação da bauxita com ácido sulfúrico

Reação: Al2O3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(Aq) + 3H2O(l)

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Fluxograma do processo de produção do sulfato de alumínio a partir da

bauxita - https://www.ipen.br/biblioteca/cd/cbc/2005/artigos/49cbc-19-14.pdf

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Aplicações do sulfato de alumínio

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/sul

fato-aluminio.htm

• Tratamento de água potável

• Tratamento de efluentes

• Limpeza de piscina

• Indústria de papel

• Indústria do couro

• Medicamentos

Preço: R$ 10 a R$ 20/kg

Hidrometalurgia Lixiviação da bauxita

Exercício

Calcular a massa de ácido sulfúrico 96% necessária para

reagir com 1 tonelada de bauxita que contém 50% de Al2O3

contido. Há outros minerais que reagem com ácido sulfúrico e

para compensar esse consumo adicional são adicionados 20%

de excesso desse ácido. Qual a massa de sulfato de alumínio

formada, supondo que todo Al2O3 contido reagiu?

Resolvido na sala de aula

Lixiviação da schelita ou da wolframita - CaO.WO3 ou FeO.WO3

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos

Com agentes oxidantes

21/8/18

Exemplos

hidrometalurgia

a) Produtos de tungstênio

• Metal - 10% do consumo

• WO3 – amarelo limão – pigmento para cerâmicas

• CaWO4 e MgWO4 – pó brando do revestimento interno dos

bulbos de lâmpadas fluorescentes

• Bronzes (Cu+Sn+outros) de tungstênio usados na fabricação

de tintas

• Na2WO4 e K2WO4 – indústrias do couro

• Na2WO4 e K2WO4 – precipitação de proteínas sanguíneas

(técnica de Folin-Wu)

• Na2WO4 e K2WO4 – dosagem gravimétrica do cálcio - (CaWO4)

hidrometalurgia

Aplicações

Tungstênio metálico

• Lâmpadas incandescentes

• Ponta da caneta esferográfica

Ligas de tungstênio

• W-Re • catalisadores

• Termopares

• Aços especiais - ferramentas

Cerâmicas

• WC

Ni-W - refinarias

hidrometalurgia

Aplicações

hidrometalurgia

Tungstênio

Fonte: Telma Monreal Cano – DNPM/Sede, e-mail: telma.cano@dnpm.gov.br

hidrometalurgia

Tungstênio

CaO.WO3

hidrometalurgia

Tungstênio

hidrometalurgia

Tungstênio

Processos de produção do tungstênio

Lixiviação da scheelita

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Tungsten: Today’s Technology

Raj P. Singh Gaur

• Lixiviação ácida

• Lixiviação alcalina

Lixiviação alcalina da

scheelita ou da

wolframita

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Tungsten: Today’s Technology

Raj P. Singh Gaur (NH4)10(H2W12O42).4H2O

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos

CaWO4(s) + 2HCl(aq) H2WO4(s) + CaCl2(aq)

H2WO4(s) + 2NH4OH(aq) (NH4)2WO4(aq) + 2H2O(l)

hidrometalurgia

Lixiviação ácida da

scheelita ou da

wolframita

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Lixiviação ácida da

scheelita ou da

wolframita

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Lixiviação ácida da scheelita ou da wolframita

Exercício

Um concentrado de Scheelita possui 86,9 % em massa de CaWO4. Além disto, o

concentrado possui 2 % de óxido férrico (Fe2O3). Para tratar 1 t deste concentrado,

são utilizados, para a primeira lixiviação, 2 m3 de solução de HCl e, para a segunda

lixiviação, 2 m3 de solução de NH4OH. Qual deve ser a concentração, em mol/L, das

duas soluções para que seja feita a lixiviação da Scheelita? Considerar que a

concentração das soluções deve ser 10 % maior do que o valor estequiométrico nos

dois casos.

Dados: Massas molares: W: 184 g/mol; O: 16 g/mol; Fe: 55,8 g/mol; Ca: 40 g/mol; Cl: 35,5 g/mol

N: 14 g/mol; H: 1 g/mol

Lixiviação de Minérios na forma de Óxidos hidrometalurgia

Resolução do exercício

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos

hidrometalurgia

Minérios sulfetados

importantes

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

• Uma grande quantidade de metais são encontrados na natureza na forma

de sulfetos.

• Os tratamentos de minérios sulfetados era até bem pouco tempo feito via

pirometalurgia

• A hidrometalurgia dos minérios sulfetados é mais recente

• Os métodos de lixiviação de minérios sulfetados pode ser dividido em 2

grupos:

1- Na ausência de agentes oxidantes

2- Na presença de agentes oxidantes

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Vamos estudar o seguinte artigo

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Fe3+(aq) Cu2+(aq)

Casca

CuSFeS

Fe2+(aq)

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Materiais e métodos

Equipamentos • Balão de vidro de 4 bocas 500 ml

• Agitador magnético

• Chapa aquecedoras

• Regulador de temperatura

• Condensador reto

• Fluxômetro para medida de vazão de O2

Soluções: • Cloreto férrico (agente lixiviante)

• Cloreto de sódio

• NaOH ou HCl – ajuste de pH

Procedimento

• Soluções no reator

• Aquecimento até 95ºC

• Adição do minérios

• Contagem do tempo

Variáveis estudadas

• Tempo (1, 2, 4, 6, 8 e 10 horas)

• Concentração de NaCl (0 – 0,5 – 1,0 – 1,5 – 2,0 mol/L

• Concentração de FeCl3 (0,5 – 1,0 – 1,5 mol/L)

Controle do processo e avaliação dos produtos

• Análise do teor de cobre no licor – alíquotas – EAA

• Área específica, porosidade – BET

• Morfologia da superfície – minério – após lixiviação MEV

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Materiais e métodos

Resultados

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

Lixiviação de minérios na forma de sulfetos hidrometalurgia

F I M