(ácida, básica, salina, etc) - sistemas.eel.usp.brsistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3072/P1-4... · Reatores utilizados na lixiviação do ouro Lixiviação de Metais

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

http://www.google.com.br/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=Z4TMqDNNOsWjpM&tbnid=92EPcD03iW9NSM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://wiki.biomine.skelleftea.se/wiki/index.php/Tank_leaching&ei=x2MyUtu3CZHK9QSO1IGIBw&psig=AFQjCNHrYnWAOm23-8aZ_LoFmwnK4ynCrw&ust=1379120455216617

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


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%



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


aqaqS NaOHCNNaAuOHNaCNAuaql

2242 222

aqlaqS NaOHCNNaAuOHONaCNAuaqg

44284 222 )(

51,26 g de NaCN

690,36 g do sal

999,5 kg de rejeito




Lixiviação do ouro com tiossulfato

Estudo de um artigo


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






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

061-068, jan. mar. | 2015


Figure 1 - Flowchart with steps of the work..

Lixiviação do ouro com água régia

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


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





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


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


Mina de bauxita


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



Processo Bayer

Lixiviação da bauxita com hidróxido de

sódio


Um dos processos hidrometalúrgicos mais importante

Processo Bayer

Fonte: CETEM

Fonte: CETEM


Influencia dos minerais gibbsita, boemita e diásporo nas

condições de lixiviação da bauxita - Processo Bayer


Relação minério/Al2O3/Al


Processo Bayer

t = 5 horas

P = 4-8 atm

T = 100-250°C

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


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

calcinada



Lixiviação da bauxita com ácido sulfúrico

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


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


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


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


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: [email protected]

hidrometalurgia

Tungstênio

CaO.WO3

hidrometalurgia

Tungstênio

hidrometalurgia

Tungstênio

Processos de produção do tungstênio

Lixiviação da scheelita


Tungsten: Today’s Technology

Raj P. Singh Gaur

• Lixiviação ácida

• Lixiviação alcalina

Lixiviação alcalina da

scheelita ou da

wolframita


Tungsten: Today’s Technology

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


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 ácida da

scheelita ou da

wolframita


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


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



Vamos estudar o seguinte artigo


Fe3+(aq) Cu2+(aq)

Casca

CuSFeS

Fe2+(aq)







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


Materiais e métodos

Resultados










F I M

Documents

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