Estudio del efecto del ión cloruro en la extracción por solventes de cobre utilizando el extractante ACORGA M5910

Abstract

El presente informe es parte del proyecto FONDECYT 1150343 y trata sobre el efecto del ion cloruro en la extracción de cobre desde un medio sulfato-cloruro utilizando el extractante ACORGA M5910. Para lograr los resultados presentados, se efectuaron pruebas con concentraciones de cloruro variables logrando determinar la carga máxima del extractante, pruebas de equilibrio y cinética de extracción y re-extracción y tiempo de separación de fases. Las pruebas experimentales se realizaron con dos fases inmiscibles entre ellas. Como fase orgánica se utilizó el extractante ACORGA M5910 diluido al 26%v/v en Escaid 110, mientras que la fase acuosa contenía 6g/L de Cu2+, 5g/L Fe2+ y 2g/L de Fe3+ con concentraciones de iones cloruro de 0g/L, 60g/L o 110g/L dependiendo del caso, siendo ajustada a pH=2 con la adición de ácido sulfúrico de concentración 150g/L aproximadamente. Los ensayos de re-extracción se hicieron con un electrolito de concentración 35g/L de Cu2+ y 180g/L o 190g/L de H2SO4. Para la determinación de la carga máxima de cobre en el extractante se ejecutaron pruebas a temperatura ambiente contactando la fase acuosa con distintas concentraciones de extractante, específicamente 5%, 10%, 15%, 20% y 25%v/v. El estudio determinó que la presencia del ion cloruro no afectó en la carga máxima del ACORGA M5910 en las condiciones estudiadas. En el estudio de equilibrio de extracción de cobre se determinó que la presencia de cloruro en la fase acuosa afecta en la extracción, ya que al comparar las isotermas de extracción a 0g/L y 110g/L Cl- disminuyó la capacidad extractiva del reactivo orgánico. Por otro lado, para las tres concentraciones de cloruro, se encontró que al aumentar la temperatura de 25°C a 35°C se incrementó la extracción de cobre por parte del extractante. Lo contrario ocurrió para lo estudiado en el caso de la re-extracción, ya que el incremento de la temperatura hizo que el solvente orgánico descargara menos cobre para ambos valores de acidez en el electrolito spent. Un aumento en la cantidad de cloruro añadida en la solución acuosa produce un alza en la velocidad de reacción, pero es importante destacar que la cinética de extracción es rápida en todos los casos de cloruro, teniendo unos coeficientes de extracción a los 30s (CE30%) de 90.20% en las pruebas sin cloruro, mientras que el CE30 aumentó a un 94.61% para el estudio con 110g/L de Cl-. Por lo que la cinética de extracción y re-extracción se vieron favorecidas debido al aumento en la concentración de iones cloruro en la solución. Por último, en el estudio de separación de fases se consiguió determinar que la presencia de cloruro en la solución acuosa provoca una disminución en el tiempo de separación de fases, así como al aumentar la temperatura se obtuvieron resultados favorables en el tiempo que demoran separarse ambas fases.