Este documento resume los conceptos de equilibrio y cinética en el proceso de adsorción de oro en carbón activado. Explica las isotermas de Freundlich para modelar el equilibrio de adsorción y la ecuación de Nicol y Fleming para modelar la cinética. Presenta los resultados de pruebas realizadas para determinar las constantes de equilibrio y cinética en plantas de adsorción iónica de carbón.

1. Análisis del Equilibrio y Cinética de la etapa de Adsorción Expositor: Ing. Eleazar Cueva C.

2. Proceso de Adsorción Adsorción del Carbón. Equilibrio en la adsorción del C*. Cinética en la adsorción del C* Equilibrio y Cinética en las plantas de CIC

3. Carbón – Para la adsorción de Oro Carbón activado comercial Propiedades Físicas: 38 - 42 Factor de huecos en el lecho relleno, % 0.20 – 0.25 Calor especifico, kcal/kg/°C 2 – 4 Contenido de ceniza, % 2.0 – 2.2 Densidad real, g/cm 3 0.80 – 0.85 Densidad de partícula, g/cm 3 >10 / <10.000 Diámetro equivalente de poros Å 0.45 – 0.48 Densidad aparente en lecho, g/cm 3 0.70 – 0.80 Volumen de poros en las partículas, cm 3 /g 1.18 – 2.36 Tamaño de partículas, g/cm 3 1.150 – 1.250 Área especifica total, m 2 /g

4. Resumen de los parámetros de operación en una planta CIC

5. Isotermas de Freundlich en la Carga del Carbón La I. F, es usada para cuantificar la relación entre la cantidad de oro adsorbido por el carbón y la concentración de oro removido en la solución. La ecuación de Freundlich es matemáticamente expresado: Donde: Ce = Carbón cargado en el equilibrio. Se = Concentración de la solución en el equilibrio. a y b = Constantes de Freundlich.

6. Para determinara gráficamente la constante de Freundlich, la ecuación puede ser re-escrita como sigue: Donde: b = Pendiente de la línea a = La intersección con el eje “y” Sobre el papel de grafico log–log, las isotermas de Freundlich fue ploteada, basada en la ecuación.

7. Isotermas de Freundlich La constante “a” y “b” son indicativos de la carga del carbón y de la concentración de la solución. Generalmente “a” y “b” decrece por el complejo de la solución aurocianuro. Altos valores de “a” y “b” indican alta adsorción. Bajo “a” y alto “b” indican una baja adsorción Un bajo valor “b” indicara una alta adsorción en la concentración de la solución aurocianurio.

8. Isotermas de Equilibrio en la Carga del CIC En las operaciones de las plantas de CIC actualmente, la fluidización del carbón se encargara en cargar el oro en el carbón que son usualmente lejos del equilibrio potencial de carga. Por lo tanto el volumen estimado del carbón de una planta es agrupado para alcanzar lo altamente posible la carga de oro en el carbón sin ninguna subida inaceptable en el valor de la solución barren.

9. Pruebas de Isotermas de Equilibrio en la Carga del Carbón Los resultados obtenidos de las pruebas de equilibrio están presentados en el la tabla y grafico. Los valores de “a” determinado por el carbón se presenta en la tablas. Un valor alto de “a” indica una solución de lixiviación relativamente limpia el cual debería resultar la carga de oro alta en el carbón.

10. Pruebas de Isotermas de Equilibrio en C*

11. Pruebas de Isotermas de Equilibrio en la Carga del C*

13. Isotermas de Equilibrio en la Carga del C* en la planta CIC

14. Isotermas de Equilibrio en la Carga del C* en la planta CIC

15. Isotermas de Equilibrio en la Carga del C* en la planta CIC

16. Isotermas de Equilibrio en la Carga del C* en la planta CIC

17. Calculo de la Constante Cinética (Ecuación Nicol y Fleming) Para evaluar la cinética se utilizó la ecuación planteada por Nicol, Fleming y Cromberge que expone lo siguiente. [Au]c = Concentración de oro en el carbón mg/l [Au]s = Concentración de oro en solución mg/l t = Tiempo (horas) k = Constante de velocidad (1/t) n = Factor de equilibrio de carga

18. En una prueba típica de cinética la condición es el factor de carga del equilibrio (n) porque se acercara a 1.0, permitiendo a la ecuación de Fleming ser simplificada a un tipo simple de ecuación cambiada a primer orden , siendo re-escrito. Donde: n = Pendiente de la línea. k = La intersección con el eje “y”. Para determinara gráficamente los parámetros de la ecuación de Fleming “k” y “n”, se debe de plotear Ln([Au]c) versus ln(t), basada en la ecuación.

19. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

20. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C* Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

21. Calculo de Velocidad de Adsorción para la Carga del C*

22. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

23. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C* Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

24. Calculo de Velocidad de Adsorción para la Carga del C*

25. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

26. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

27. Calculo de Velocidad de Adsorción para la Carga del C*

28. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

29. Pruebas para hallar constante de velocidad en la Carga del C*

30. Calculo de Velocidad de Adsorción para la Carga del C*

31. Las ecuaciones de capacidad de carga obtenidas (isotermas de Freundlich), nos permiten calcular la cantidad de carbón que se debe utilizar para obtener una determinada recuperación; es decir, que para una determinada concentración de oro en equilibrio, habrá una capacidad de carga que corresponda a una cantidad de carbón. La ecuación de IF es de gran importancia para hacer evaluaciones económicas sobre la cantidad de carbón a utilizarse y las condiciones de la solución que pudiesen minimizar el inventario del carbón. El volumen estimado del carbón de una planta de CIC es agrupado para alcanzar altamente posible la carga de oro en el carbón, sin ninguna subida inaceptable en el valor de la solución barren. Conclusiones

32. GRACIAS