Hidro sx

PROCESOS HIDROMETALURGICOSPROCESOS HIDROMETALURGICOS

OBJETIVO DEL CURSO
Describir el proceso general de una Planta
Hidrometalurgica, identificando las distintas
operaciones unitarias que intervienen en este
proceso señalando las variables más importantes y
relevantes de cada una de las operaciones.

TAREA DE
APRENDIZAJE
Nº 2
PROCESO DE EXTRACCIÓN PORPROCESO DE EXTRACCIÓN POR
SOLVENTESOLVENTE

OBJETIVO DEL LA ACTIVIDAD
Identificar y Describir la operación de
de Extracción por Solvente.

La Extracción por Solventes, conocida por su sigla en inglés SX, se basa
fundamentalmente en que la especie metálica de interés, disuelta en una fase
acuosa con otras impurezas que la acompañan, se transfiere a una fase
orgánica, que son inmiscibles entre ellas, generan una nueva solución acuosa
concentrada y pura, desde la que se puede extraer el elemento metálico.
– Se utiliza para purificar soluciones
– Para separar uno o mas elementos metálicos
– Para concentrar el elemento de interés en una fase acuosa, para su
posterior recuperación.
Generalidades de la Extracción por Solvente

“Purificar y Concentrar el
contenido de cobre de una
solución acuosa, para obtener
cátodos metálicos de alta pureza,
como producto final”
Objetivo del Proceso de Extracción por Solvente

INTRODUCCION A LA EXTRACCIÓN POR SOLVENTES
La extracción por solventes es un proceso que implica el paso del cobre, disuelto
en forma de iones dentro de una fase acuosa hacia otra fase líquida, inmiscible
con ella, conocida como fase orgánica.
Durante el contacto líquido-líquido se produce un equilibrio en el cual el
cobre en solución se distribuye entre las fases acuosas y orgánicas de
acuerdo a sus respectivas solubilidades.
fase orgánicafase acuosa

Concepto de extracción por solventes resumido gráficamente

La operación SX utilizada en un proceso hidrometalúrgico moderno del cobre,
persigue los siguientes objetivos:
Transferir selectivamente el cobre contenido en la solución rica, proveniente de
lixiviación (PLS = Pregnant Leach Solution), hacia el Electrolito Rico de EW.
Modificar y ajustar la concentración de cobre disuelto por una compatible con el
proceso de EW.
Recuperar el cobre por EW y obtener cobre catódico de alta pureza.

Mecanismo de traspaso de iones cuprico
Concentración: Incrementar la concentración de un ión metálico valioso en solución.
Purificación: Purificar una solución de iones metálicos no valiosos e indeseables.
Por ejemplo: purificar una solución de Cu+2
de iones Fe+2
, Fe+3
, Al+3
, etc
En la extracción por solventes, el cobre (Cu+2
) contenido en el PLS, se transfiere
a un extractante previamente diluido con un solvente orgánico. La mezcla de
extractante y diluyente se denomina fase orgánica y la solución cargada de cobre
PLS se denomina fase acuosa.

Mecanismo de traspaso de iones cuprico

En la operación de extracción por solventes la solución rica en cobre (PLS) que
viene de la lixiviación se contacta en contracorriente e íntimamente con una
oxima aromática disuelto en un diluyente adecuado, para la extracción por
solventes, realizándose esta operación en un equipo llamado mezclador-
decantador.
El sentido de la reacción química se puede invertir mediante el contacto de la
fase orgánica con una solución acuosa con alta concentración de ácido
sulfúrico.
mezclador
decantador

Se usan Hidroxioximas, para EXTRAER selectivamente
cobre de las soluciones de lixiviación, cargándolo en la fase
orgánica:
→ R2Cu + H2SO4
Se usa solución de alta concentración ácida para
DESCARGAR el cobre desde la fase orgánica de vuelta a
otra fase acuosa:
R2Cu + H2SO4
2RH + CuSO4
→ 2RH + CuSO4
Orgánico Descargado + PLS Orgánico Cargado + Refino
Orgánico Cargado + Electrolito Pobre Orgánico Descargdo + Electrolito Rico

Flujos y etapas del proceso de SX

Las etapas del proceso de extracción por Solvente.
Etapa de extracción
La solución PLS proveniente de lixiviación y la fase orgánica que por lo general
contiene aproximadamente 5.0 g/L Cu+2
, se han mezclado y se ha transferido el
cobre disuelto desde el acuoso (PLS) hacia el extractante (RH), formándose la
unión órgano-metal (CuR2) donde el extractante es selectivo y enlaza solamente
el cobre disuelto, donde la mezcla de esta solución es insoluble llamada
emulsión o dispersión.
emulsión
Cu+2
+ 2RH  R2Cu + 2H+
por cada 1 gramo de cobre que
es transferido hacia el orgánico,
el acuoso se enriquece en 1,54
gramos de ácido sulfúrico

Luego, la emulsión se dirige hacia la sección del decantador del mezclador-
decantador, donde se divide gradualmente en dos capas distintas: una capa de
fase acuosa más pesada en el fondo y una capa más liviana en la superficie
La capa de fase acuosa, ahora denominada refino y que contiene aproximadamente
0,40 g/L Cu+2
, recircula hacia la piscina de refino. La fase orgánica rica en cobre,
ahora denominada fase orgánica cargada, y que por lo general contiene 8.0 g/L
Cu+2
, fluye hacia el tanque de fase orgánica cargada
Capa liviniana
Capa pesada

En la etapa de reextracción, el orgánico cargado proveniente de extracción, es
contactado con la solución proveniente de Electrodepositación. La solución
electrolítica es de alta acidez (entre 150 a 200 gpl de ácido libre, dependiendo de
las condiciones particulares del proceso).
El electrolito proveniente de electrodepositación, llamado electrolito pobre
también spent, se enriquece en cobre disuelto pasando a llamarse electrolito rico
o "avance" con una concentración aproximada de 50 g/L Cu+2
.
El orgánico logra una regeneración del extractante y ahora la mezcla orgánica
pasa a llamarse "orgánico descargado" y que contiene aproximadamente 3,50
g/L Cu+2
. Este orgánico descargado retorna a la etapa de extracción donde
vuelve a cargarse en cobre, proveniente de la solución PLS.
Etapa de Reextracción
R2Cu + 2H+
 Cu+2
+ 2RH

Esta etapa es opcional en una planta de SX y acá en Chile se utiliza en varias
de ellas con el propósito de disminuir A traspaso de iones contaminantes e
interferentes hacia el proceso de EW, en especial los iones cloruros que son
muy solubles. Para ello, en esta etapa se contacta el orgánico cargado con agua
de lavado y se obtiene un orgánico cargado limpio que avanza a la etapa de
reextracción.
Etapa de Lavado

COMPONENTES DE UNA PLANTA DE SX
Una planta de SX para cumplir sus objetivos debe contar con tres unidades o
circuitos básicos que son los siguientes:
• tren de sx
• circuito de limpieza de electrolito.
• sistema de tratamiento de borras.
Componentes de una planta DE SX

TREN DE SX
Se le denomina a tren al lugar donde se encuentran los equipos mezcladores –
decantadores de extracción, mezcladores – decantadores de reextracción y
mezcladores – decantadores de lavado. Es decir aquí donde se realiza las
operaciones de SX.
Para llevar a cabo las operaciones de SX el tren va a tener una serie de
compartimiento donde se llevara a cabo las etapas de extracción, reextracción y
lavado. Y esta va a depender del tipo de circuito que presente la planta.
El área de decantación de cada mezclador – decantador está cubierta con un
techo revestido con metal con pintura epóxica y paneles laterales reforzados con
fibra de vidrio, que evita que el viento, la lluvia y la nieve entorpezcan el proceso
de decantación, impide el arrastre de contaminantes llevados por el viento y
minimiza las pérdidas por evaporación de la mezcla de fase orgánica.
La razón largo/ancho activo del decantador es 1:1,5 aproximadamente. La altura
de paso del acuoso entre placa inferior del vertedero de orgánico y piso del
decantador es 100 mm a todo lo ancho del piso del decantador.
Los componentes que presenta un tren de SX son
-. mezcladores - Decantadores
-. Vertederos

Este circuito tiene como objetivo de purificar el electrolito rico, removiendo de
este los arrastres de orgánico y los sólidos suspendidos. Para ello se pueden
utilizar diversos equipos alternativos como son:
Post decantadores, columnas de flotación / filtros arena - antracita, filtros de
carbón activado, equipos coalescedores, etc.
CIRCUITO DE LIMPIEZA DEL ELECTROLITO

OPERACIÓN DE LOS COALESCEDORES

CIRCUITO DE LIMPIEZA DEL ELECTROLITO

Drenaje por abajo
Descarga por arriba

Ingreso de agua Toberas inyectarás de aire
Descarga y bomba Bomba de despiche

Vertedero de orgánico Parilla de soporte de viruta
Alimentación

Coalescedor empaquetado Descarga de orgánico
coalescedor

OPERACIÓN DE LOS FILTROS SPINTEK

El filtro spintek es un depósito presurizado, construido en acero inoxidable 316-L
SS con lechos filtrantes de arena-granate-antracita y con placa matriz de PVC.

El electrolito rico ingresa por la parte superior del filtro de acero inoxidable 316-L a
través de un distribuidor ubicado sobre la capa de materiales del filtro,
luego de haber circulado por los lechos filtrantes la solución a filtrar este sale por
parte inferior del filtro.

Líneas de descarga del filtro

Dentro del filtro, tres capas de materiales realizan el filtrado y coalescencia reales.
Estas capas de filtrado descansan sobre una capa inferior de arena que llena el
volumen vacío en el fondo del filtro. La capa superior del filtro es carbón mineral
con formas irregulares (antracita), que es un coalescedor para el orgánico. La
capa de antracita tiene 300 mm de grosor y protege la siguiente capa, que es el
lecho intermedio el granate, para que el orgánico no la cubra.

La primera sección es la llamada cama de antracita que
tiene por función ser una sección coalescedora para las
gotas de orgánicos y además como absorbe del
orgánico.
La segunda sección es la cama de granate que cumple
la función de superficie filtrante principalmente para los
sólidos suspendidos de mayor tamaño.
Y la última sección del medio filtrante es el lecho de
arena cuya función es de servir de soporte a las otras
camas y como una superficie filtrante para las partículas
sólidas de menor tamaño que se encuentran
suspendidas en la solución.
Los filtros están compuestos son tres lechos los cuales están distribuidos de la
siguiente manera:

El retrolavado del filtro es la operación por la cual se suspende el proceso de
filtración y se inyecta agua por la parte de abajo del filtro (boquillas) con presión
adecuada, con el objeto de que el lecho filtrante se expanda, y se desprenda
todo el material que ha quedado retenido en la operación de filtrado.

OPERACIÓN DE LAS COLUMNAS DE FLOTACIÓN

Componentes de una celda en columna
Celda de flotación: cilindro de
acero dulce
Canaleta periférica externa:
para colección del orgánico
Distribuidor de alimentación
Sistema spargers de aire:
Son generadores de
burbujas en forma tubular
con pequeños agujeros a
través de los cuales se
inyecta aire.
Válvula reguladora de flujo
de electrolito:

Distribución de la alimentación

Sistema Spargers de aire (múltiple)

CIRCUITO DE TRATAMIENTO DE BORRA
En los decantadores del tren de SX, se acumulan borras o “crud’ que son
emulsiones trifásicas (orgánico + acuoso + sólidos) que se forman debido a la
presencia de partículas sólidas en el circuito de SX. Estas borras deben
removerse cada cierto tiempo y deben tratarse para recuperar el orgánico
contenido en ellas. Para la recuperación del orgánico de las borras pueden
utilizarse sistemas de ruptura de la emulsión tales como: centrífugas, ruptura
mecánica, etc. El orgánico recuperado, se somete posteriormente a un
tratamiento con arcillas para remover el orgánico degradado.

CONCEPTOS OPERACIONALES EN SX
Extractante
El extractante es el reactivo orgánico que se combina químicamente con la
especie útil a extraer. El tipo de extractante que se use depende de la especie útil
que se desea recuperar y del tipo de solución acuosa en que esté disuelto.
En algunos casos se adicionan otros reactivos orgánicos, junto a los extractantes,
para mejorar la capacidad de transferencia de especie útil a extraer y para
aumentar la capacidad de separación de fases en las dos etapas de la extracción
por solventes.
Cualquiera que sea el tipo de extractante se requiere que éstos cumplan con
ciertas propiedades para el buen éxito de la extracción por solventes, estos
requisitos son:

Extractante
Cualquiera que sea el tipo de extractante se requiere que éstos cumplan con
ciertas propiedades para el buen éxito de la extracción por solventes, estos
requisitos son:
1. Mínima solubilidad en la fase acuosa.
2. Mínima capacidad de formar emulsiones estables en la fase acuosa.
3. Máxima solubilidad en el diluyente.
4. Máxima coalescencia con el diluyente y con el modificador de fase.
5. Máxima capacidad de carga.
6. Máxima estabilidad química o mínima degradación química.
7. Máxima estabilidad química del organo - metálico a formarse.
8. Máxima selectividad de la especie química útil a extraer.
9. Rápida cinética de extracción.
10.Facilidad de regeneración en la segunda etapa (reextracción).
11.No tóxico, no volátil y no inflamable.

Los reactivos orgánicos, que en la reacción química de intercambio hemos
representado con la fórmula general R – H, son del tipo hidroxifenil oxima y
son agentes quelantes, por la forma en que el íon metálico se engancha o fija
al extractante orgánico
Los extractantes quelantes son aquellos que forman iones complejos con la
especie útil que extraen.

Extractante Hidroximas
Estos reactivos pueden ser divididos por estructuras y propiedades en dos
clases:
Las aldoximas, son extractantes muy fuertes de cobre.
• Las cetoximas, son extractantes moderadamente fuertes de cobre.
Todos los
extractantes
del tipo oxima
tienen la
misma
estructura
molecular
básica

LIX84NI
O-H N-OH
C-CH3
C9H19
LIX984N
C9H19
HO - N
H - C
O
O N-OH
C-CH3
C9H19
CuCu
+ CuCu
2+
SO4
--

+ [H]
+
2 [ SO4 ]
--
2+ --
LIX860NI
O-H N-OH
C-H
C9H19
SALICILYLALDOXIMA
CETOXIMA
+
Como ocurre la Extracción por Solvente

Tipos de solventes para la extracción del cobre
El solvente es la sustancia en la que se disuelve el extractante y permite reducir la
viscosidad, gravedad especifica y el costo volumétrico del extractante. El solvente
suele ser un kerosene, inmiscible con el agua (no se mezcla con el agua).
En general, el solvente es un kerosene, porque puede ser adquirido con facilidad y
ha demostrado presentar buenas características en los procesos de extracción y
re-extracción, en el ámbito industrial.
Los diluyentes usados en el proceso de SX son de gran importancia si se
considera que su función principal es ser el vehículo para el reactivo extractante y
también para el complejo órgano – metálico, por lo cual se encuentra en grandes
cantidades en las planta.
La elección del diluyente se hace simplemente de acuerdo a propiedades físicas
tales como separación de fases, punto de inflamación, evaporación y a la
solubilidad del reactivo y del quelato.
Diluyente

Tipos de solventes para la extracción del cobre
Las características del solvente son :
• Tener baja viscosidad, apropiada densidad, baja volativilidad y no debe
cristalizar bajo las condiciones del proceso.
• Debe mostrar una evaporación congruente, esto es, no cambiar su
composición por evaporación.
• Debe mantener estabilidad química, no contener hidrocarburos insaturados
que den origen a reacciones que generen actividad interfacial con los
consiguientes efectos nocivos en la separación de fases.
• No deben formar emulsiones con la fase acuosa.
• Deben tener punto de inflamación que asegure una baja condición de riesgo
de incendio por combustión.
• Debe disolver al extractante y al complejo de cobre de manera que no haya
precipitaciones ni formaciones de indeseables terceras fases.
• Debe tener la mínima toxicidad posible y alta degradabilidad biológica.
• Debe ser fácilmente accesible en grandes volúmenes y tener bajo precio.
• Debe facilitar una alta transferencia de cobre hacia y desde la fase orgánica;
mostrar rápida y completa separación de fases en las etapas de extracción y
reextracción.
Diluyente

SOLUCIONES INVOLUCRADAS EN EL SISTEMA DE SX

El Orgánico
Líquido aceitoso, es el que transporta selectivamente al cobre desde un
acuoso a otro, en un circuito cerrado. Está constituido por el reactivo
extractante y el diluyente, en una proporción adecuada.

Solución Acuosa Rica: PLS
Conocida también por su nombre en inglés “ Pregnant Leach Solution “, se
denomina Solución Rica a la fase acuosa obtenida mediante una operación unitaria
anterior a la SX (Lixiviación en Pila), habiéndose logrado solubilizar una especie
metálica de interés para el proceso global.

Solución Acuosa Pobre: REFINO
La solución acuosa resultante del intercambio iónico, con una menor concentración
de la especie valiosa, que abandona la etapa de extracción es llamada Refino
Acuoso. Esta corriente es recirculada a la operación unitaria de lixiviación de la
especie valiosa que antecede la SX.

Electrolito Pobre: SPENT
Este acuoso proviene de la Electro-obtención (EW) ; debe contener una
concentración adecuada de ácido para permitir la descarga del orgánico y
regenerar la capacidad de carga del extractante. Su concentración de cobre
debe ser mayor 30 gpl para permitir un buen desempeño de la electro-obtención.

Electrolito Rico : SOLUCIÓN DE AVANCE
Es la solución acuosa proveniente de la EW (Electrolito Descargado) que se
vuelve a enriquecer con el metal valioso. Esta corriente en algunas aplicaciones
de SX es llamada Solución de Avance, porque es dirigida a la siguiente operación
unitaria del proceso (Electro-Obtención).

Orgánico Cargado
Es la solución orgánica que recibe la especie valiosa en la operación de
intercambio de iones en líquido.

Orgánico Descargado
La solución orgánica resultante del intercambio iónico, con una menor
concentración de la especie valiosa, que abandona la etapa de Re-Extracción es
llamada Orgánico Descargado. Esta corriente es recirculada a la etapa de
Extracción.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE SX.

Etapa de Extracción
La solución rica de lixiviación (PLS) se alimenta a la planta SX desde la laguna o
pozo correspondiente por medio de equipos de bombeo o gravitacionalmente,
ingresando a la primera cámara o mezclador primario de la primera etapa de
extracción (E1). En esta cámara mezcladora la solución acuosa (PLS) se mezcla
con la solución orgánica que fluye desde el decantador de la segunda etapa de
extracción (E2). El acuoso y el orgánico se mezclan mediante una bomba
mezcladora (primario) antes de pasar a la segunda y tercera cámaras
mezcladoras (secundarios) donde tiene lugar la mezcla adicional mediante los
turbomezcladores

Etapa de Extracción
La solución acuosa fluye desde el decantador E1 y es bombeada hacia el
mezclador primario de la 2ª etapa de extracción, donde se mezcla con el orgánico
descargado del decantador de la etapa de reextracción.
En las etapas de extracción de SX, el cobre de la solución acuosa (PLS) se
transfiere a la solución orgánica, saliendo la solución despojada de cobre (Refino)
del decantador E2, para fluir al estanque o pozo de refino.
La solución orgánica rica en cobre (orgánico cargado) que sale del decantador
E1, fluye desde el decantador E1 hacia el estanque de orgánico cargado,
pasando previamente en algunos casos por una etapa mezcladora decantadora
de lavado o por un equipo coalescedor para desimpregnar o dejar decantados los
atrapamientos de solución acuosa, portadores de impurezas indeseables.

En esta fase del proceso, el orgánico cargado se envía mediante bombeo desde
el estanque de almacenamiento hacia el mezclador primario de la etapa de
reextracción, en este mezclador el orgánico cargado se mezcla con electrolito
pobre bombeado desde el circuito de electro-obtención: generalmente se usa solo
2 mezcladores en la o las etapas de reextracción, según sea el caso, debido a
que la cinética de reextracción es muy rápida y no se justifica darle un mayor
tiempo de residencia a esta fase del proceso..

En la etapa de reextracción, el cobre contenido en el orgánico cargado se
reextrae, por acción del alto contenido de ácido del electrolito pobre. Las etapas
de reextracción satisfacen los criterios establecidos para la extracción por
solvente, de concentrar y purificar la solución de sulfato de cobre. Como el
orgánico cargado sólo contiene cobre, la solución resultante en la reextracción
(electrolito rico), es muy pura e ideal para someterla a una electrólisis, en donde
se electro deposita el cobre en forma de cátodos metálicos de alta pureza.

Diagrama de flujo del circuito de Extracción
Diagrama de flujo del circuito de reextracción (Con una sola etapa)

En un circuito que presenta 2E + 2S + L los flujos son

FACTORES QUE OCURRE EN EL PROCESO DE SX
Separación de fases.
Uno de los problemas tecnológicos más importantes en la extracción por
solventes es el sistema de creación de emulsiones y el rompimiento de éstas.
Se entiende por emulsión a la mezcla íntima de dos fases inmiscibles;
físicamente una emulsión es la dispersión de una fase en forma de gotas, más
o menos pequeñas, dentro de otra fase.

Separación de fases.
La forma de fabricar emulsiones es con una agitación fuerte de la mezcla de las
dos fases. La manera de romper estas emulsiones es dejar decantar a la
emulsión un tiempo necesario para que ambas fases empiecen a coalescer. Se
entiende por coalescencia al fenómeno de agrupamiento de las gotas de la fase
dispersa y, consecuentemente, a la formación de gotas más grandes.

De la definición de emulsión se establece que existe una fase matriz dentro de la
cual la otra fase se dispersa en forma de gotas. La fase que cumple el rol de fase
matriz es la que define la continuidad de una emulsión.
En la extracción por solventes se puede dar dos casos de continuidades:
Acuoso continuo
Pequeñas gotas de orgánico están dispersas en la fase
acuosa. La mezcla en acuoso continuo conducirá la
corriente eléctrica
Cuando la fase matriz es la fase acuosa se tiene una emulsión de continuidad
acuosa.
Orgánico continuo
Pequeñas gotas de acuoso están dispersas en la fase
orgánica. La mezcla orgánica continua no conducirá la
corriente eléctrica.
Cuando la fase matriz es la fase orgánica se tiene una emulsión de continuidad
orgánica.
Continuidad de fases

Para producir una emulsión con una determinada continuidad se inicia la agitación
en la fase que se desea mantener continua. El tipo de continuidad que se tenga es
de gran importancia desde el punto de vista de la contaminación de los diferentes
flujos de soluciones que se tiene en la extracción por solventes. Esta
contaminación se debe a los arrastres físicos de gotas de la fase dispersa
Acuoso continuo Orgánico continuo

En general una planta de SX teóricamente debe trabajar ya sea en continuidad
acuosa u orgánica en las diferentes etapas, partiendo de la base que los flujos
principales de salida de cada etapa no deben llevar la otra fase arrastrada, de
acuerdo a:
Principio de operación de fases
E-1 : el flujo de orgánico no debe llevar acuoso, por lo tanto debería
trabajar en acuoso continuo.
E-2 : El flujo de refino no debe llevar orgánico, por lo tanto debería
trabajar en orgánico continuo.
W : El flujo de orgánico no debe llevar acuoso, por lo tanto debería
S-1 : El flujo de electrolito no debe llevar orgánico, por lo tanto debería
trabajar en orgánico continuo.
S-2 : El flujo de orgánico no debe llevar acuoso, por lo tanto debería

Arrastres.
El arrastre o contaminación O/A, es el volumen de orgánico, medido en partes
por millón (ppm) que es arrastrado por la fase acuosa. Esta contaminación
representa una pérdida del reactivo orgánico. El arrastre o contaminación A/O,
también se mide en ppm, es el volumen de acuoso que es arrastrado por la fase
orgánica.
Esta contaminación implica que en el electrolito aumente la concentración de
impurezas, lo que justifica, en algunos casos, una etapa de lavado del orgánico
Esta contaminación debe ser controlada ya que el orgánico cargado, al pasar de
las etapas de extracción a reextracción, produce un aumento en las
concentraciones de impurezas en el electrolito
Este arrastre es muy peligroso porque genera una interfase muy estable, difícil
de romper, denominada como borras

EXTRACCIÓN POR SOLVENTE – Teoría
Continuidad de Fases
Bajo arrastre
orgánico
Bajo arrastre
acuoso
OC
AC

Arrastres
Arrastre de orgánico

Arrastres
Otro tipo de arrastre es aquel que proviene de la lixiviación y se refiere al
arrastre de partículas finas de mineral. Este arrastre es muy peligroso porque
genera una interfase muy estable, difícil de romper, denominada como borras.
Estas borras son emulsiones trifásicas (acuoso + orgánico + partículas sólidas)
que pueden ubicarse en la interfase acuoso orgánico, en el fondo del decantador
o como sobre-nadante. Es muy perjudicial porque provoca pérdidas de orgánico,
contaminación del elec-trolito y disminución de la capacidad de transferencia de
la planta de extracción por solven-tes.

Los arrastres de fase orgánica en el refinado y en el electrolito rico, también son
de suma preocupación, ya que esta pérdida de orgánico del circuito representa
una de los principales costos de operación de la planta SX. A la vez los
arrastres causan problemas de contaminación del electrolito rico con orgánico y
posteriormente a los cátodos a obtener en EW.
Los niveles de arrastre, son una respuesta de la eficiencia de la separación de
fases, la cual está influenciada por los siguientes factores principales:
Arrastres
1. Flujo especifico. (m3 /h /m2)
2. Temperatura
3. Continuidad de fase.
4. Grado de agitación en el mezclador.
5. Razón de fase, O/A interna.
6. Naturaleza de la fase orgánica.
7. Tasa de formación de borra.

Banda de dispersión
La zona donde ocurre el fenómeno de coalescencia y comienza a separarse las
fases constituyentes de la emulsión recibe el nombre de banda de dispersión. Esta
banda se forma en el decantador de los equipos de extracción por solventes.
En esta banda de dispersión el orgánico asciende mientras que el acuoso
desciende, generándose un perfil de fases en que el orgánico se encuentre sobre
el acuoso y la banda de dispersión se ubica entre medio de estas dos fases. Este
fenómeno de rompimiento de la emulsión se produce naturalmente y solo es
necesario darle tiempo al sistema para que ocurra.

EXTRACCION POR SOLVENTE
Fase Ligera
Fase
Pesada
Orgánico
Acuoso
Fase Ligera
Fase
Pesada
Orgánico
Acuoso
Fase Ligera
Fase
Pesada
Orgánico
Acuoso
BAJA NORMAL ALTA
ALTURAS DE BANDAS DE DISPERSIÓN

E1 E2 S1
2E X 2S
L.O.
PLS
S.O.
Advance
E.W.
L.O.
Raffinate
Spent
E1 E2 1W
2E X 1W X 1S
L.O.
PLS
S.O.
Advance
E.W.
Raffinate
Spent
1E 2E S1
2E X 1P X 1S
Series Parallel
L.O.
PLS
S.O.
Raffinate
E.W.
Raffinate
S2
S1 W.L.O.
Wash Aqueous
PLS
1P
Spent Advance
Circuitos de una planta de SX
Existen numerosas combinaciones de circuitos en extracción por solvente, estas
combinaciones son diseñadas en la etapa factibilidad de cada empresa minera,
para obtener un mejor desarrollo productivo.

Circuitos de una planta de SX
Configuración Circuito 2E+1S Configuración Circuito 2E+2S

Equipo mezclador - decantador
Todas las operaciones del tren de SX (extracción, lavado y reextracción) se
realizan en equipos denominados mezclador - decantador (en ingles mixer -
settler). Estos equipos constan de cámaras de mezclado donde se forma una
dispersión temporal entre el orgánico y acuoso, para llevar a cabo la
transferencia de materia entre las fases presentes.
Para llevar a cabo la separación de las fases, el equipo consta de una piscina
rectangular de baja profundidad denominada decantador.
El decantador presenta alta área para permitir conseguir una buena separación
de fases y disminuir los arrastres. También consta con vallas de distribución o
retención para ayudar a uniformar la velocidad de avance de la dispersión a lo
ancho del decantador.
En el extremo final del decantador, se encuentran los vertederos de orgánico y
acuoso que constan de compuertas móviles para regular la altura de fase en el
decantador

Decantador.
Vista interior de un decantador mostrando los Ticket fence

Decantador.
Vista interior de un decantador

Decantador.
Picket fence aguas abajo y arriba

Decantador.
Vista de picket fence primario

Canaleta de alimentación al decantador
Ubicada a lo largo y en paralelo al
decantador. Su disposición se
adecua al diseño de los
mezcladores, donde todos los
vertederos y agitadores están
alineados a un mismo lado de los
mezcladores-decantadores, típico
de una disposición de una planta
de flujo reverso.
Canaleta de alimentación

Vertedero
Descarga de un vertedero Canaleta a descarga de vertedero

Fuelles control de altura de interfase en vertederos
Vertedero

Mezclador – decantador de Extracción

Mezclador – decantador de Reextracción

Principio de operación de un mezclador/decantador

Principio de operación de esclusas de orgánico y solución acuosa

Descripción del mezclador – decantador de E-1

Descripción del mezclador – decantador de E-2

Descripción del mezclador – decantador de lavado

Descripción del mezclador – decantador de S-1

Descripción del mezclador – decantador de S-2

Sistema de recuperación de orgánico desde el crud
Ruptura mecánica

Consiste en romper la emulsión estable, mediante una agitación vigorosa de un
volumen predeterminado de crud, mezclando con 1.2 a 1.5 volúmenes de
solución orgánica o de kerosén puro.

OPERACIÓN DE CENTRIFUGA TRICANTER

La eficiencia de los equipos centrífugos generalmente fluctúa entre 85 y 90%
de recuperación del orgánico contenido en el crud.
1. La borra a tratar debe mantenerse siempre con agitación (que no decante).
2. Tener una bomba de alimentación de borra a la centrífuga de
desplazamiento positivo o de velocidad variable (con variador de frecuencia).
3. Nunca se debe poner en servicio la bomba de alimentación, si la centrífuga
no está en operación y/o ha alcanzado la velocidad normal de trabajo (3.000
rpm).

OPERACIÓN DEL FILTROS PRENSA (PERRY)

El filtro de placas separa un líquido de un sólido usando una tela o malla de cierta
granulometría para recoger los sólidos.

Cuando se mezcla la tierra diatomea (Diactiv) con orgánico fresco en el estanque
de precapa, se deja homogenizar esta pulpa por 5 minutos. Luego se pone en
servicio la bomba de precapa y se deja recircular por unos 30 minutos
aproximadamente (diferencial de presión de 100-120 Kpa). Este prerecubrimiento
sobre las telas de las placas (superficie filtrante) permite expander la superficie de
filtrado, se forma una especie de esponja de aproximadamente 10 mm de
espesor, que permite retener durante el filtrado los sólidos de cierta granulometría
(mayor que 5 micrones).

Hidro sx

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