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TitleLixiviación Básica y Ácida
Tags Nature Physical Sciences Chemical Substances Copper
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1. GENERALIDADES: Es la operación unitaria fundamental de la hidrometalurgia y su objetivo
es disolver en forma parcial o total un sólido con el fin de recuperar algunas especies metálicas

contenidas en él.
 A continuación se detallan las ecuaciones químicas correspondientes a diferentes tipos

de lixiviación:

• DISOLUCIÓN DE SALES

Se aplica principalmente a Sales Minerales que se disuelven fácilmente en agua. En la naturaleza

es difícil encontrar yacimientos con minerales de este tipo, pero, la mena puede ser sometida a

algún proceso previo que transforme los minerales a sales solubles en agua (Productos de

tostación por ejemplo).

Ejemplo:

CuSO4(s) + n H2O (aq) ==> CuSO4 · n H2O(aq)



• DISOLUCIÓN ÁCIDA

Se aplica a gran parte de los óxidos metálicos existentes en la naturaleza. Generalmente se utiliza

ácido sulfúrico por su bajo costo, disponibilidad, fácil manipulación y características químicas.

También se utiliza ácido clorhídrico, ácido nítrico y mezclas entre ellos.

Ejemplo:

ZnO + 2 H+(aq) ==> Zn2+(aq) + H2O(aq)



• DISOLUCIÓN ALCALINA



Se aplica a menas consumidoras de ácido sulfúrico, como por ejemplo menas con carbonatos de

calcio.

Ejemplo:

Al2O3 + 2 OH-(aq) ==> 2 AlO2-(aq) + H2O(aq)



• INTERCAMBIO BÁSICO



Este tipo de reacciones produce un nuevo sólido insoluble en los residuos.

Ejemplo:

CaWO4 + CO3-2(aq) ==> CaCO3(aq) + WO4-2(aq)

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• DISOLUCIÓN CON FORMACIÓN DE IONES COMPLEJOS



La formación de iones complejos aumenta la solubilidad de sales poco solubles con una gran

selectividad. Se aplica industrialmente en la lixiviación de concentrados de cobre sulfurados.

Ejemplo:

CuO + 2NH4+(aq) +2NH3(aq) ==> Cu(NH3 )4+2 (aq) + H2O(aq)



• LIXIVIACIÓN CON OXIDACIÓN



Los agentes oxidantes más empleados son Fe3+ y O2, empleándose para la lixiviación de sulfuros

y algunos metales.

Ejemplo:

CuS + 2Fe3+(aq) ==> Cu+2 (aq) + 2Fe2+ (aq) + S0



• LIXIVIACIÓN CON REDUCCIÓN



Este tipo de lixiviación puede usarse con minerales que son más solubles en sus estados de

valencia inferiores.

Ejemplo:

MnO2 + SO2(aq) ==> Mn+2 (aq) + SO4-2(aq)

En el caso del cobre se utiliza el ácido sulfúrico para la lixiviación de minerales oxidados, siendo

más fácil de disolver los sulfatos (chalcantita) y sulfatos básicos (antlerita y brochantita), luego

los carbonatos (malaquita y azurita), la atacamita y la tenorita. La cuprita en cambio, necesita la

presencia de un oxidante para disolverse completamente; los silicatos de cobre son los que

tienen una cinética de lixiviación más lenta. La química asociada a los minerales sulfurados de

cobre es más compleja que la de los óxidos, ya que se trata de reacciones de óxido-reducción,

que requieren la presencia de agentes oxidantes para que la reacción ocurra. Sin embargo, la

problemática más grave es la cinética o velocidad de reacción, que es extremadamente lenta.



En cualquier sistema de lixiviación es inevitable la co-disolución de otros elementos e impurezas,

generándose soluciones poli-iónicas que deben ser purificadas antes de recuperar el cobre

desde las soluciones.

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2. ASPECTOS CINÉTICOS: Es de vital importancia conocer la velocidad o cinética de los
procesos, pues la idea es lograr un rendimiento óptimo en el menor tiempo posible. La

información que entrega la cinética permite conocer mecanismos de reacción y, diseñar equipos

y procesos.

El mecanismo de reacción entre un líquido y un sólido involucra las siguientes etapas

consecutivas:

I. Transporte forzado de los reactantes en el líquido hacia la capa límite.

II. Difusión de los reactantes a través de la capa límite. iii) Difusión de los reactantes a
través de los poros de las partículas hacia el centro de reacción

III. Difusión de los reactantes a través de la capa de producto sólido (si es que existe) hacia

la superficie de reacción.

IV. Reacción química de los reactantes con el mineral.

V. Difusión de los productos disueltos a través de la capa de producto sólido. vii) Difusión

de los productos a través de la capa de producto sólido (si es que existe) hacia la

superficie de la partícula.

VI. Difusión de los productos a través de la capa límite.

VII. Transporte forzado de los productos solubles al seno de la solución.



La cinética de reacción de los óxidos de cobre es dependiente de la actividad de los iones

hidrógeno en el sistema acuoso, del área de la superficie de reacción, de la geometría, tamaño,

flujo específico, etc.



3. MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN: Los métodos de lixiviación corresponde a la forma en que se
contactan las soluciones lixiviantes con las menas con contenidos metálicos de interés. Los

métodos más conocidos son:

1) Lixiviación In Situ, lixiviación en botaderos (dump leaching), lixiviación en pilas (heap

leaching).

2) Lixiviación por percolación o en Bateas (vat leaching) 3.- Lixiviación por agitación

3) Lixiviación a presión.

Aunque estos tipos de lixiviación se puede aplicar en forma muy eficiente a la mayoría de los

metales que están contenidos en menas apropiadas para este proceso, tales como cobre

(minerales sulfurados y oxidados), oro (nativo), plata (nativa), aluminio (óxidos), zinc (óxidos y

sulfuros), níquel (sulfuros y óxidos) y las formas minerales de los metales cobalto, zirconio,

hafnio, etc; en esta oportunidad se hará referencia solamente al caso del cobre.

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3.1. LIXIVIACIÓN IN SITU: Es la
lixiviación de residuos fragmentados en

minas abandonadas (In Place Leaching) o

a la lixiviación de yacimientos que no se

pueden explotar en forma convencional,

ya sea por motivos técnicos y/o

económicos, en este caso se riega el

yacimiento “en el mismo lugar“,

evitándose costos de extracción mina y de

transporte. Este tipo de lixiviación se

caracteriza pos bajos costos de inversión

y de operación. En la figura 1, se puede

observar un esquema de este tipo de

procesos.

Para aplicar este tipo de procesos se

requiere efectuar estudios geológicos, hidrológicos y metalúrgicos. Para el caso del cobre, este

método se justifica con reservas por sobre 100 millones de toneladas, con una ley de 0.5%,

obteniéndose una producción aproximada a 20000 t de cátodos/año, con una recuperación de

50% en 12 años.





3.2. LIXIVIACIÓN EN BOTADEROS: La
lixiviación en Botaderos consiste en lixiviar

desmontes o sobrecarga de minas de tajo

abierto, los que debido a sus bajas leyes

(menores de 0.4%) no pueden tratarse por

métodos convencionales. Estos materiales

se han ido acumulando a través de los

años a un ritmo que en algunos casos

pueden ser de varios cientos de miles de

tonelada al día. La mayoría de los

botaderos se construyen en áreas

adecuadas cerca de la mina.



Este tipo de procesos no requiere

inversión en Mina ni tiene costos asociados a transporte, lo que los hace ser proyectos atractivos

del punto de vista económico. En el caso del cobre las recuperaciones fluctúan entre 40 a 60%

en alrededor de 3 años de operación. En la figura 2, se muestra un esquema típico de este tipo

de procesos.

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3.3. LIXIVIACIÓN EN PILAS: Este método
se aplica a minerales de cobre oxidados y a

minerales mixtos de cobre de baja ley.

Desde la década de los ochenta se ha

incorporado un proceso de aglomeración y

curado con el objetivo de mejorar las cualidades

físicas del lecho poroso y producir la sulfatación del

cobre presente en la mena. La aglomeración de

partículas finas y gruesas con la adición de agua y

ácido concentrado pasó a constituir una operación

unitaria de gran importancia en la lixiviación en pilas,

pues, como pre tratamiento previo a la lixiviación en

lecho irrigado tiene los siguientes objetivos:





 Uniformar el tamaño de partículas, ligando los finos a los gruesos, evitando el
comportamiento indeseable de un amplio rango de distribución de tamaños.

 Homogenizar la porosidad de un lecho de partículas e incrementarla.

 Optimizar la permeabilidad de un lecho y la consiguiente operación de lixiviación
mediante la aglomeración.

 Facilitar el tratamiento por lixiviación, con los propósitos de disminuir los costos de
inversión y operación del proceso extractivo.



En el caso del cobre la aglomeración se realiza agregando solamente la fase líquida humectante

ya sea:

 Agua.

 Soluciones diluidas.

 Agua-H2SO4 concentrado.



Los factores que afectan la calidad del aglomerado son numerosos, pero, se destacan los

siguientes:



 Distribución de tamaños de partícula.

 Composición química del sólido.

 Cantidad de arcillas y sales solubles.

 Porosidad de los sólidos.

 Tensión superficial y viscosidad del humectante.

 Reactividad del humectante frente al sólido.

 Cantidad de humectante agregado (humedad)

 Forma de mezclado.

 Tiempo de curado.

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