INTRODDUCCION
Los procesos metalúrgicos se basan en los fundamentos fisicoquímicos. La termodinámica
metalúrgica tiene que ver con los estados de equilibrio disponibles en los sistemas y con los
efectos que sobre ellos tienen las influencias externas (Zem73; Mor71). El estado
termodinámico de un sistema se define en términos de las variables de estado, las que pueden
ser intensivas o extensivas (Gas96). En gran medida los parámetros termodinámicos; energía
libre de Gibbs, entropía, entalpia, energía interna, constante de equilibrio y potencial rigen
todos los procesos. La entalpia es uno de estos parámetros termodinámicos, el cual podríamos
decir que es el contenido calorífico de cualquier material y la cantidad de energía absorbida o
emitida luego de una reacción química.
Se necesitan datos termodinámicos para poder formular condiciones de equilibrio,
principalmente para reacciones que se usan mucho en la metalurgia extractiva o de procesos y
de tratamientos térmicos.
HIDROMETALURGIA
Disciplina de la metalurgia extractiva trata del arte y la ciencia de la extracción de metales
desde sus minerales o materiales, que los contienen a través de medios acuosos. La fig.1.
muestra etapas de la metalurgia extractiva y los procesos hidrometalúrgicos se destacan en
negrita.
Fig.1. Etapas de la metalurgia extractiva
TERMODINAMICA DE LA HIDROMETALURGIA
Para evaluar un proceso determinado en hidrometalurgia interesara verificar que sea
termodinámicamente posible o favorable, y cuál es la cinética a la que ocurrirá este proceso o
transformación. En distintos casos termodinámico y cinético el resultado observable y medible
es una determinada tasa de transformación en el tiempo.
Al analizar termodinámicamente el problema de la disolución de un sólido en general se tiene
que:
1°. Romperse su estructura cristalina, para lo cual se requiere aportar una cierta cantidad
de energía U.
2°. Ya separado los iones, estos se hidratan y pasan a formar parte de la solución, o
electrolito.
El fenómeno de disolución de un sólido en la mayoría de casos es de tipo endotérmico, eso
quiere decir, que el sólido absorbe calor al disolverse.
𝐴+
𝐵( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜)
−
→ 𝐴+( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) + 𝐵−( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) → 𝐴+
(𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) + 𝐵−
(𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜)
Los respectivos niveles de energía, propios de cada uno de estos estados se muestra en la fig.1.
La sumatoria de los calores de hidratación es:
∑ ∆𝐻ℎ =∆𝐻ℎ𝐴+
+ ∆𝐻ℎ𝐵−
Y el calor de disolución neto es:
∆𝐻𝑠 = ∑ ∆𝐻ℎ − 𝑈
Si se considera la reacción global de disolución:
𝐴+
𝐵( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜)
−
→ 𝐴+
(𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) + 𝐵−
(𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜)
Su variación de energía libre será:
∆𝐺° = 𝑅𝑇𝑙𝑛𝑘
∆𝐻𝑠 es el calor de solubilidad, que supone constante en el rango de la variación de las
temperaturas estudiadas, R es la constante de los gases expresada en calorías por grado, 1. 987
y el valor 2.303 es la constante de conversión del logaritmo natural al decimal. El signo de esta
influencia de la temperatura lo proporciona el ∆𝐻𝑠, según sea la reacción exotérmica o
endotérmica. En la figura. 3. Se observa si el proceso necesita o no calor.
Fig.3. Entalpia
APLICACIÓN DE ENTALPIA EN LA HIDROMETALURGIA
En el contexto general la hidrometalurgia tiene etapas de proceso que forman parte de ella,en
la mayoría de casos es de tipo endotérmico, eso quiere decir, que el sólido absorbe calor al
disolverse.:
1. Etapa de disolución selectiva de los metales- presentes en especies mineralógicas de
cualquier naturaleza- desde los sólidos que los contienen, mediante una solución
disolvente acuosa proceso que genéricamente se denomina lixiviación.
2. Etapa de procesamiento y transformación de los metales disueltos en el medio acuoso
de lixiviación, mediante agentes externos que permiten la purificación y/o
concentración de estos metales en solución.
3. Etapa de recuperación selectivade los valores metálicos disueltos en el medio acuoso,
conocida como precipitación.
Procesos de la hidrometalurgia:
 Lixiviación o leaching (LX)
 La purificación y/o concentración
 Precipitación
Conclusión
Los procesos hidrometalúrgicos conllevan reacciones del tipo solido /liquido salvo en el caso
de la extracción por solventes que es liquido/liquido. Sus fundamentos están más asociados a
la cinética que a la termodinámica, debido a la temperatura que se llevan estos procesos y la
factibilidad para procesar grandes cantidades de mineral.
Bibliografía
Dominic M, E. (2001). “Hidrometalurgia; Fundamentos, Procesos y Aplicaciones”. Chile:
Instituto de Ingenieros de minas de Chile
Páginas web
 https://www.slideshare.net/YesseniaKarineRojasL/hidrometalurgia-63897688
 http://users.exa.unicen.edu.ar/~ofornaro/TDF/1-Intro.pdf
 https://books.google.com.pe/books?id=_xbPSCxQk2wC&pg=PA63&lpg=PA63&dq=
termodinamica+en+metalurgia&source

Hidrometalurgia work

  • 1.
    INTRODDUCCION Los procesos metalúrgicosse basan en los fundamentos fisicoquímicos. La termodinámica metalúrgica tiene que ver con los estados de equilibrio disponibles en los sistemas y con los efectos que sobre ellos tienen las influencias externas (Zem73; Mor71). El estado termodinámico de un sistema se define en términos de las variables de estado, las que pueden ser intensivas o extensivas (Gas96). En gran medida los parámetros termodinámicos; energía libre de Gibbs, entropía, entalpia, energía interna, constante de equilibrio y potencial rigen todos los procesos. La entalpia es uno de estos parámetros termodinámicos, el cual podríamos decir que es el contenido calorífico de cualquier material y la cantidad de energía absorbida o emitida luego de una reacción química. Se necesitan datos termodinámicos para poder formular condiciones de equilibrio, principalmente para reacciones que se usan mucho en la metalurgia extractiva o de procesos y de tratamientos térmicos.
  • 2.
    HIDROMETALURGIA Disciplina de lametalurgia extractiva trata del arte y la ciencia de la extracción de metales desde sus minerales o materiales, que los contienen a través de medios acuosos. La fig.1. muestra etapas de la metalurgia extractiva y los procesos hidrometalúrgicos se destacan en negrita. Fig.1. Etapas de la metalurgia extractiva TERMODINAMICA DE LA HIDROMETALURGIA Para evaluar un proceso determinado en hidrometalurgia interesara verificar que sea termodinámicamente posible o favorable, y cuál es la cinética a la que ocurrirá este proceso o transformación. En distintos casos termodinámico y cinético el resultado observable y medible es una determinada tasa de transformación en el tiempo.
  • 3.
    Al analizar termodinámicamenteel problema de la disolución de un sólido en general se tiene que: 1°. Romperse su estructura cristalina, para lo cual se requiere aportar una cierta cantidad de energía U. 2°. Ya separado los iones, estos se hidratan y pasan a formar parte de la solución, o electrolito. El fenómeno de disolución de un sólido en la mayoría de casos es de tipo endotérmico, eso quiere decir, que el sólido absorbe calor al disolverse. 𝐴+ 𝐵( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) − → 𝐴+( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) + 𝐵−( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) → 𝐴+ (𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) + 𝐵− (𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) Los respectivos niveles de energía, propios de cada uno de estos estados se muestra en la fig.1. La sumatoria de los calores de hidratación es: ∑ ∆𝐻ℎ =∆𝐻ℎ𝐴+ + ∆𝐻ℎ𝐵− Y el calor de disolución neto es: ∆𝐻𝑠 = ∑ ∆𝐻ℎ − 𝑈 Si se considera la reacción global de disolución: 𝐴+ 𝐵( 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜) − → 𝐴+ (𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) + 𝐵− (𝑎𝑐𝑢𝑜𝑠𝑜) Su variación de energía libre será: ∆𝐺° = 𝑅𝑇𝑙𝑛𝑘 ∆𝐻𝑠 es el calor de solubilidad, que supone constante en el rango de la variación de las temperaturas estudiadas, R es la constante de los gases expresada en calorías por grado, 1. 987 y el valor 2.303 es la constante de conversión del logaritmo natural al decimal. El signo de esta
  • 4.
    influencia de latemperatura lo proporciona el ∆𝐻𝑠, según sea la reacción exotérmica o endotérmica. En la figura. 3. Se observa si el proceso necesita o no calor. Fig.3. Entalpia APLICACIÓN DE ENTALPIA EN LA HIDROMETALURGIA En el contexto general la hidrometalurgia tiene etapas de proceso que forman parte de ella,en la mayoría de casos es de tipo endotérmico, eso quiere decir, que el sólido absorbe calor al disolverse.: 1. Etapa de disolución selectiva de los metales- presentes en especies mineralógicas de cualquier naturaleza- desde los sólidos que los contienen, mediante una solución disolvente acuosa proceso que genéricamente se denomina lixiviación. 2. Etapa de procesamiento y transformación de los metales disueltos en el medio acuoso de lixiviación, mediante agentes externos que permiten la purificación y/o concentración de estos metales en solución. 3. Etapa de recuperación selectivade los valores metálicos disueltos en el medio acuoso, conocida como precipitación. Procesos de la hidrometalurgia:  Lixiviación o leaching (LX)  La purificación y/o concentración  Precipitación Conclusión Los procesos hidrometalúrgicos conllevan reacciones del tipo solido /liquido salvo en el caso de la extracción por solventes que es liquido/liquido. Sus fundamentos están más asociados a la cinética que a la termodinámica, debido a la temperatura que se llevan estos procesos y la factibilidad para procesar grandes cantidades de mineral.
  • 5.
    Bibliografía Dominic M, E.(2001). “Hidrometalurgia; Fundamentos, Procesos y Aplicaciones”. Chile: Instituto de Ingenieros de minas de Chile Páginas web  https://www.slideshare.net/YesseniaKarineRojasL/hidrometalurgia-63897688  http://users.exa.unicen.edu.ar/~ofornaro/TDF/1-Intro.pdf  https://books.google.com.pe/books?id=_xbPSCxQk2wC&pg=PA63&lpg=PA63&dq= termodinamica+en+metalurgia&source