.

3. LIXIVIACIÓN
 Es la disolución
preferente de uno o
más componentes de
una mezcla sólida por
contacto con un
disolvente líquido.
 Es la eliminación de
una fracción soluble,
en forma de solución,
a partir de una fase
sólida permeable e
insoluble a la cual está
asociada.

4. EXTRACCIÓN
SÓLIDO - LÍQUIDO
Se le llama también:
 Lixiviación.
 Lavado.
 Percolación
 Infusión.
 Decantación por
sedimentación

5. LIXIVIACIÓN
 La separación implica
la disolución selectiva
del soluto por un
líquido con el que es
miscible.
 El constituyente
soluble puede ser
sólido y estar
incorporado,
combinado
químicamente o
adsorbido o bien
mantenido
mecánicamente en la
estructura porosa del
material insoluble.

6. APLICACIONES DE LA
LIXIVIACIÓN
 Producción de aceites
vegetales a partir de
semillas de algodón y
otros.
 Producción de
productos
farmaceúticos.
 Producción de azúcar
a partir de la
remolacha.

7. APLICACIONES DE LA
LIXIVIACIÓN
 Producción de
sabores y esencias
a partir de raíces y
hojas de plantas.
 Lixiviación de oro a
partir de sus
minerales.
 Lixiviación de cobre
a partir de sus
minerales con ácido
sulfúrico.

9. MATERIALES ANIMALES Y
VEGETALES
 Los materiales
biológicos tienen
estructura celular y
los constituyentes
solubles suelen estar
dentro de las células.
 Es poco práctico
moler los materiales
biológicos a tamaños
pequeños para
lixiviarlos.

10. MATERIALES INORGÁNICOS
Y ORGÁNICOS
 Los metales útiles
suelen encontrarse en
mezclas con grandes
cantidades de
constituyentes
indeseables y la
lixiviación permite
extraerlos en forma
de sales solubles.
 Los minerales de
cobre se lixivian con
soluciones de ácido
sulfúrico.

11. MÉTODO DE PREPARACIÓN
Depende de:
 Alto grado de la
proporción del
constituyente soluble
presente.
 Su distribución en el
material sólido original.
 La naturaleza del sólido,
que puede estar
constituido por células
vegetales o el material
soluble está totalmente
rodeado por una matriz de
materia insoluble.
 Del tamaño de partícula
original.

12. PREPARACIÓN DE MATERIALES
INORGÁNICOS Y ORGÁNICOS
 Sobre todo en el caso
de minerales se
procede a una
trituración y molienda
previa para aumentar
la velocidad de
lixiviación, ya que los
solutos quedan más
accesibles a la acción
del disolvente.

13. PREPARACIÓN DE
MATERIALES BIOLÓGICOS
 Para hojas, tallos y
raíces son secados
previamente lo
cual ayuda a
romper las
paredes celulares.
 El disolvente ataca
directamente al
soluto.

14. MECANISMO DE
LIXIVIACIÓN
POROS O
INTERSTICIOS
SOLUTO IMPORTANTE
PARTÍCULA
SÓLIDA

15. ETAPAS DE LIXIVIACIÓN
1)Transferencia del
solvente de la
solución a la
superficie del sólido.
2)Difusión del solvente
en los poros del
sólido.
3)Disolución del soluto
en el disolvente.
4)Difusión del soluto a
la superficie de la
partícula.
5)Transferencia del
soluto fuera de la
superficie de la
partícula.
REACTIVO LIXIVIANTE
SOLUCION
LIXIVIADA
SOLUTO IMPORTANTE
1
2
3
4
5

16. MECANISMO
Cualquiera de las
cinco etapas
puede ser
responsable de
limitar la
velocidad de
extracción.
Suelen ser rápidas
la transferencia
de solvente a la
partícula y la
disolución del
soluto en el
disolvente.
REACTIVO LIXIVIANTE
SOLUCION
LIXIVIADA
SOLUTO IMPORTANTE
1
2
3
4
5

17. MECANISMO
REACTIVO LIXIVIANTE
SOLUCION
LIXIVIADA
SOLUTO IMPORTANTE
1
2
3
4
5
 La velocidad de
difusión del
soluto a través
del sólido y la del
disolvente hasta
la superficie del
sólido suelen ser
la resistencia que
controla el
proceso global de
la lixiviación.

18. MECANISMO
 El proceso de extracción
se subdivide en dos
categorías de acuerdo al
mecanismo responsable
por la etapa de disolución:
1) Aquellas operaciones que
ocurren debido a la
solubilidad del soluto con
el solvente. En este caso
la velocidad de extracción
es controlada por el
fenómeno de difusión. Ej:
extracción del azúcar de
la remolacha.
SOLUTO IMPORTANTE
PARTÍCULA
SÓLIDA
POROS

19. MECANISMO
2) Extracciones donde el
solvente reacciona con
un constituyente del
material sólido para
producir un
compuesto soluble en
el solvente. En este
caso la cinética de la
reacción que produce
el soluto juega un
papel preponderante.
Ej. Extracción de
metales.
SOLUTO IMPORTANTE
PARTÍCULA
SÓLIDA
POROS

20. VELOCIDAD DE
LIXIVIACIÓN
 Si el sólido está
constituido por una
estructura inerte
porosa, con el
soluto y el
disolvente
localizados en los
poros del sólido, la
difusión a través
del sólido poroso se
puede describir
como una
difusividad efectiva.
SOLUTO IMPORTANTE
PARTÍCULA
SÓLIDA
POROS O
INTERSTICIOS

21. TRANSFERENCIA DE MASA
Las velocidades de
extracción para
partículas individuales
son díficiles de
aseverar debido a la
imposibilidad de definir
las formas de los poros
o canales a través de
los cuales ocurre la
transferencia de masa.
 Sin embargo la
naturaleza del proceso
difusional en un sólido
poroso puede ser
ilustrada por
considerar la difusión
del soluto a través de
un poro.
REACTIVO LIXIVIANTE
SOLUCION
LIXIVIADA
SOLUTO IMPORTANTE
1
2
3
4
5

22. RAPIDEZ DE LIXIVIACIÓN
Cuando un material se disuelve de un sólido a la
solución de disolvente la velocidad de transferencia
de masa desde la superficie sólida al líquido suele
ser el factor que controla el proceso.
En esencia no hay resistencia en la fase sólida por lo
que se puede obtener la siguiente ecuación:
 
A
AS
L
A
c
c
k
A
N



23. RAPIDEZ DE LIXIVIACIÓN
NA son los kmoles de A que se disuelven en la solución por
segundo.
A es el área superficial de las partículas en m2.
Donde kL es el coeficiente de transferencia de masa en m/s.
cAS es la concentración de saturación del soluto A en la
solución.
cA es la concentración de A en la solución en el tiempo t
 
A
AS
L
A
c
c
k
A
N



24. RAPIDEZ DE LIXIVIACIÓN
 
A
AS
L
A
A
c
c
Ak
N
dt
Vdc



t
V
A
k
Ao
AS
A
AS
L
e
c
c
c
c 









Por balance de materia igualamos la rapidez de acumulación con
la velocidad de transferencia de masa:
Se integra y se tiene la siguiente ecuación:
La solución tiende de manera exponencial a condiciones de
saturación.

25. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
VELOCIDAD DE LIXIVIACIÓN
 Tamaño de
partícula
 Solvente.
 Temperatura.
 Agitación

26. TAMAÑO DE PARTÍCULA
 Cuando más
pequeño sea el
tamaño de partícula,
mayor es el área
interfasial entre el
sólido y el solvente y
por lo tanto más alta
la transferencia de
masa y más pequeña
la distancia entre el
soluto a difundirse y
el sólido que lo
contiene.

27. SOLVENTE
 El solvente debe
ser muy selectivo
del soluto a
extraer y su
viscosidad debe
ser
suficientemente
baja para que
pueda circular
libremente.

28. TEMPERATURA
 En muchos casos
la solubilidad del
soluto a extraer
se incrementa con
la temperatura
dando una alta
velocidad de
extracción.

29. AGITACIÓN
 La agitación del
solvente es
importante debido
a que incrementa
la difusión
turbulenta por lo
tanto incrementa
la transferencia
del soluto desde
la superficie de
las partículas a la
solución en sí.

30. LIXIVIACIÓN BACTERIANA
 Las bacterias son
organismos
unicelulares con un
tamaño del orden de 1
micrón que constituye
una de las formas de
vida más arcaicas y
primarias.
 La lixiviación
bacteriana se está
utilizando para extraer
metales como el
cobre, zinc, el oro y el
uranio.

31. EXTRACCIÓN
SÓLIDO - LÍQUIDO

32. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
Los datos de equilibrio se pueden graficar en un
diagrama rectangular como fracciones de peso de
los tres componentes:
A : disolvente
B: sólido inerte o insoluble.
C: soluto.
Las dos fases son:
Derrame o líquido
Flujo inferior o suspensión.

33. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
Se utilizará las siguientes coordenadas:
solución
kg
sólido
kg
C
de
kg
A
de
kg
B
de
kg
N
.
.
.
.
.
.
.
.



solución
kg
soluto
kg
C
de
kg
A
de
kg
C
de
kg
x
.
.
.
.
.
.
.
.



solución
kg
soluto
kg
C
de
kg
A
de
kg
C
de
kg
y
.
.
.
.
.
.
.
.



En el líquido de derrame:
En la suspensión o flujo inferior

34. CONCENTRACIONES
N
0 1
.x,y
M1
E1
R1
NM1
NE1
R2
M2
E2

35. DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
N
0 1
Flujo inferior
N vs y
Derrame
N vs x
.x,y
Línea de unión

36. Si se lixivia el sólido con suficiente
disolvente y se proporciona tiempo
de contacto adecuado entonces
todo el soluto se disuelve y si se
logra una separación perfecta del
sólido y líquido tendríamos una
separación del 100 %.
En la práctica la eficiencia es
bastante menor que 100% debido
a tiempo insuficiente de contacto o
no lograr la separación perfecta
entre el sólido y el líquido.
EFICIENCIA DE LAS ETAPAS

37. DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
N
0 1
Flujo inferior
N vs y
Derrame
N vs x
.x,y
C es
infinitamente
soluble en el
disolvente
El sólido B es
parcialmente
soluble en el
disolvente o se
ha separado un
líquido
incompletament
e sedimentado

38. DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
N
0 1
N vs y
N vs x
.x,y
Flujo inferior
constante
La solución
lixiviada no
contiene B ni
disuelta ni
suspendida

39. DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
N
0 1
N vs y
N vs x
.x,y
Línea
de
unión
Soluto C tiene
una solubilidad
limitada en el
disolvente A

40. N
0 1
Flujo inferior
N vs y
Derrame
N vs x
.x,y
Línea de unión
Las líneas de unión no son verticales debido si el
tiempo de contacto es insuficiente, si hay adsorción
preferente del soluto o si el soluto es soluble en B.

41. LIXIVIACIÓN EN UNA SOLA
ETAPA
1 Solución lixiviada
R1 masa(A+C)
X1 masa C/(masa(A+C)
Sólido lixiviado
B masa insoluble
E1 masa(A+C)
y1 masa C/(masa(A+C)
N1 masa B/masa(A+C)
Sólido a lixiviar
B masa insoluble
F masa(A+C)
yF masa C/(masa(A+C)
NF masa B/masa (A+C)
Disolvente
R0 masa(A+C)
x0 masa C/(masa(A+C)

42. LIXIVIACIÓN EN UNA SOLA
ETAPA
Balance de soluto C:
F yF + R0 x0 =M yM
Balance de solución (soluto + disolvente):
F + R0 = M
M
B
R
F
B
NM 


0
0
0
0
R
F
x
R
F
y
y F
M




43. LIXIVIACIÓN EN UNA SOLA
ETAPA
N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M
N vs y
N vs x
Línea de
unión

44. LIXIVIACIÓN EN UNA SOLA
ETAPA
Para la mayoría de los fines el sólido B es insoluble
en el disolvente y dado que se obtiene una solución
de lixiviación líquida clara, el sólido B descargado en
los sólidos lixiviados se tomará como el mismo que
en los sólidos por lixiviar.
B = NF F = E1 N1
Resolviendo finalmente:
M1 = E1 + R1

45. EJEMPLO
 500 kg de un mineral de cobre, de
composición 12% en peso de CuSO4, 3 %
de agua y 85 % de inertes, se somete a
un proceso de extracción de una sola
etapa con 3000 kg de agua. La cantidad
de disolución retenida por los sólidos es
de 0.8 kg/kg de inerte. Calcular las
composiciones y flujos del flujo superior o
extracto y flujo inferior o refinado.

46. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
25
.
1
8
.
0
1
.
.
.



solución
kg
inerte
sólido
kg
N
kg
x
B .
425
500
85
.
0 

A : agua
B: sólido inerte o
insoluble.
C: CuSO4
kg
x
A .
15
500
03
.
0 

kg
x
C .
60
500
12
.
0 

El flujo inferior es constante por lo que:

47. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
N
0 1 .x,y
Línea de unión
vertical
Flujo inferior
constante
1.25

48. 1 Solución lixiviada
R1 masa(A+C)
x1 masa C/(masa(A+C)
Sólido lixiviado
B masa insoluble
E1 masa(A+C)
y1 masa C/(masa(A+C)
N1 masa B/masa(A+C)
Sólido a lixiviar
B =425 kg
F (A+C) =75 kg
yF (C/(A+C)) = 60 / 75 = 0.80
NF (B/(A+C))= 425 /75 = 5.667
Disolvente
R0 (A+C) = 3000 kg
x0 (C/(A+C)) = 0.0

49. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M
yM
1382
.
0
75
3000
425
0





R
F
B
NM
0195
.
0
3000
75
3000
0
75
8
.
0
0
0
0







x
x
R
F
x
R
F
y
y F
M
NM

50. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M
R1
E1

51. RESULTADOS
kg
N
B
E 340
25
.
1
425
1
1 


1
1
1
1 340
3075 R
R
E
M 




Sale y1 = x1 = 0.0195
kg
R 2735
340
3075
1 



52. LIXIVIACIÓN EN VARIAS ETAPAS
EN CORRIENTE CRUZADA
1 3
Sólido
a
lixiviar
Disolvente de lixiviación
F
Ro1
R2 R3
Soluciones lixiviadas
Sólido
lixiviado
E3,y3
R03
B
x3
yF
2
R1
E1,y1 E2,y2
Ro2
B B
x1
x2
xo1 xo2 xo3

53. Balance de soluto C en la etapa n:
En-1 yn-1 + Ron xon =Mn yMn= Enyn + Rnxn
Balance de solución (soluto + disolvente) en la etapa
n:
En-1 + Ron = Mn = En + Rn
n
o
n
M
M
B
R
E
B
N n



1
o
n
o
o
n
n
M
R
E
x
R
E
y
y n






1
1
1

54. Balance de soluto C en la etapa 1:
F yF + R0 x0 =M1 yM1
Balance de solución (soluto + disolvente) en la
primera etapa:
F + R0 = M1
1
0
1
M
B
R
F
B
NM 


0
0
0
1
R
F
x
R
F
y
y F
M




55. LIXIVIACIÓN EN VARIAS ETAPAS
EN CORRIENTE CRUZADA
N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0
N vs y
N vs x
F

56. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0
N vs y
N vs x
F
0
0
0
1
R
F
x
R
F
y
y F
M



1
0
1
M
B
R
F
B
NM 


M1
yM1
NM1

57. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1 Líneas de unión
F

58. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1 Líneas de unión
F
2
E1,
y1
E2,
y2
Ro2
B
x2
xo2
R2

59. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1
M2 Líneas de unión
F
02
1
02
02
1
1
2
R
E
x
R
E
y
yM



2
02
1
2
M
B
R
E
B
NM 



60. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1
M2
R2
E2
Líneas de unión
F

61. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1
M2
R2
E2
Líneas de unión
F
3
E2,y2
E3,y3
Ro3
B
x3
xo3
R3

62. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1
M2
R2
E2
Líneas de unión
M3
F
03
2
03
03
2
2
3
R
E
x
R
E
y
yM



3
03
2
3
M
B
R
E
B
NM 



63. N
.x ,y
0 1
NF
R0
xF
x0 R1
E1
M1
M2
R2
E2
Líneas de unión
M3
E3
R3
F

64. LIXIVIACIÓN EN VARIAS ETAPAS
EN CORRIENTE CRUZADA
Para la mayoría de los fines el sólido B es
insoluble en el disolvente y dado que se obtiene
una solución de lixiviación líquida clara, el sólido
B descargado en los sólidos lixiviados se tomará
como el mismo que en los sólidos por lixiviar.
B = NF F = E1 N1 =En Nn
Donde n es la etapa en la cual se hace el cálculo.
Luego se determina Rn :
Mn = En + Rn

65. 1 3
Sólido
a
lixiviar
Disolvente de lixiviación
F
Ro1
R2 R3
Soluciones lixiviadas
Sólido
lixiviado
E3,y3
R03
B
x3
yF
2
R1
E1,y1 E2,y2
Ro2
B B
x1
x2
xo1 xo2 xo3
100
% 3
3
2
2
1
1
x
F
y
R
x
R
x
R
x
ón
recuperaci
F




66. EJEMPLO
 500 kg de un mineral de cobre, de
composición 12% en peso de CuSO4, 3 %
de agua y 85 % de inertes, se somete a un
proceso de extracción de dos etapas en un
proceso a corriente cruzada con 1000 kg
de agua pura. La cantidad de disolución
retenida por los sólidos es de 0.8 kg/kg de
inerte. Calcular el porcentaje de
recuperación del sulfato de cobre.

67. 25
.
1
8
.
0
1
.
.
.



solución
kg
inerte
sólido
kg
N
kg
x
B .
425
500
85
.
0 

A : agua
B: sólido inerte o insoluble.
C: CuSO4
kg
x
A .
15
500
03
.
0 

kg
x
C .
60
500
12
.
0 

El flujo inferior es constante por lo que:

68. 1 3
Ro1 =1000 kg
R2 R3
E3,y3
R03 = 1000 kg
B
x3
2
R1
E1,y1
E2,y2
Ro2 = 1000 kg
B B
x1
x2
Xo1 = 0 Xo2 = 0 Xo3 = 0
B =425 kg
F (A+C) =75 kg
yF (C/(A+C)) =
60 / 75 = 0.80
NF (B/(A+C))=
425 /75 = 5.667

69. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M1
yM1 =0.06
395
.
0
1000
75
425
01
1 




R
F
B
NM
06
.
0
1000
75
1000
0
75
8
.
0
01
01
01
1 






x
x
R
F
x
R
F
y
y F
M
NM1

70. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M1
R1
E1

71. PRIMERA ETAPA
kg
N
B
E 340
25
.
1
425
1
1 


1
1
1
1 340
1075 R
R
E
M 




Sale y1 = x1 = 0.06
kg
R 735
340
1075
1 



72. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M1
R1
NM2
E1
2
E1,
y1
E2,
y2
Ro2
B
x2
xo2
R2
yM2
015
.
0
1000
340
)
1000
)(
0
(
)
340
)(
06
.
0
(
02
1
02
02
1
1
2







R
E
x
R
E
y
yM
31
.
0
1000
340
425
02
1
2





R
E
B
NM

73. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M1
R1
E1
2
E1,
y1
E2,
y2
Ro2
B
x2
xo2
R2
R2
E2
M2

74. SEGUNDA ETAPA
kg
N
B
E 340
25
.
1
425
2
2 


2
2
2
2 340
1340 R
R
E
M 




Sale y2 = x2 = 0.015
kg
R 1000
340
1340
2 



75. N
S 1 .x,y
1.25
F (0.8,5.67)
M1
R1
E1
R2
E2
100
% 2
2
1
1
x
F
y
R
x
R
x
ón
recuperaci
F


M2
50
.
98
100
)
75
)(
8
.
0
(
)
1000
)(
015
.
0
(
)
735
)(
06
.
0
(
% 

 x
ón
recuperaci