lixiviacion

PAULA ANDREA RAMIREZ PEREZ
ANGIE GABRIELA MARTINEZ
LABORATORIO DE HIDRO Y
ELECTROMETALÚRGIA
28/03/2014
LIXIVIACIÓN DE MINERALES POR AGITACIÓN Y PERCOLACIÓN

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
1
PAULA ANDREA RAMIREZ PEREZ
ANGIE GABRIELA MARTINEZ
PRESENTADO A
M.s.C. METALURGICO JHON FREDDY PALACIOS
FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS
INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALES
LABORATORIO DE HIDRO Y ELECTROMETALÚRGIA
BUCARAMANGA
2014

2
OBJETIVOS
GENERAL
 Afianzar conocimientos sobre el proceso de lixiviación de un mineral de cobre, por
agitación y percolación a nivel de laboratorio.
ESPECÍFICOS
 Interpretar los resultados experimentales para evaluar el efecto de algunas variables
sobre la eficiencia y cinética del proceso.
 Medir la eficiencia mediante el cálculo de la disolución del cobre y del consumo de
ácido.
 Comparar los procesos de lixiviación por percolación y agitación y determinar el más
viable a nivel tanto técnico como económico.

3
MARCO TEORICO
1. LIXIVIACIÓN DE MINERALES
Etapa de disolución selectiva de los metales presentes en las especies mineralogías de
cualquier naturaleza, desde los sólidos que las contienen, mediante una solución disolvente
acuosa. Para llevar a cabo un proceso de lixiviación es necesario tener en cuenta los
siguientes pasos:
Muchos factores alteran la lixiviación, por lo tanto se debe tener en cuenta que todos los
tipos de menas tienen su propio modo de disolución. La influencia de la ganga sobre el
proceso de lixiviación de minerales como por ejemplo de cobre, puede manifestarse
principalmente a través del consumo de ácido, de la cinética de disolución y del grado de
penetración de las partículas.
Como la lixiviación es un proceso químico, este se puede acelerar y optimizar mejorando el
rendimiento cinético y se logra aplicando uno de los siguientes factores:
 Uso de diferentes reactivos y variación de su composición.
 Agitación cuando es posible.
 Temperatura y presión.
1.1 ETAPAS DEL PROCESO DE LIXIVIACIÓN
La lixiviación se realiza en tres (3) etapas:
 Disolución del metal.
 Separación sólido – líquido.
 Lavado de colas.
La lixiviación constituye el proceso extractivo fundamental de la hidrometalurgia, puesto que
por ser el primer proceso hidrometalúrgico aplicado en la recuperación de un metal desde
el sólido que lo contiene, la eficiencia de este proceso repercutirá en muy alto grado sobre
el porcentaje de recuperación del metal.
Explotación minera y transporte de mineral.
Triturado primario, secundario, normalmente siempre en seco.
Molienda húmeda y clasificación.
Concentración de acuerdo a principios como la concentración gravitacional o físico-
químico.

4
De acuerdo a las características físico-químicas del mineral a tratar se
selecciona el agente lixiviante y con ello la técnica apropiada de lixiviación,
entre las cuales se encuentran:
- Con agitación: Lixiviación con agitación en tanques y lixiviación por presión.
- Por percolación: Lixiviación in situ, lixiviación en botaderos, lixiviación en
pilas y lixiviación por percolación en tanques.
1.2 LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN
La lixiviación por agitación consiste en introducir un agente lixiviante junto con el material en
un medio de agitación, donde los sólidos se encuentran en suspensión con el agente
lixiviante. Para la aplicación se requiere que el mineral esté finamente molido, por esto se
elabora solamente a minerales frescos de leyes altas, debido a que por su contenido se
justifica una molienda húmeda, a cambio de una mayor recuperación y menor tiempo de
proceso , o también a concentrados o calcinas de tostación.
Este sistema de lixiviación se ha aplicado para recuperar cobre, oro y cobalto. El sistema
de lixiviación por agitación es adecuado para la aplicación de factores que favorezcan la
cinética de la reacción, tales como:
-Agitación intensa.
-Temperaturas que pueden ser cercanas a 250°C y presiones superiores a la
atmosférica.
-Presión de gases controlada.
-Uso de reactivos oxidantes y altamente agresivos.
Los equipos de lixiviación por agitación son: tanques agitados abiertos o en autoclaves a
presión. Los agitadores mecánicos son simplemente impulsores colocados en el interior del
tanque, mientras que los tanques agitados con aire son a menudo tanques de tipo
"Pachuca".
Agitación mecánica. Agitación neumática.

5
Habitualmente se aplica un lavado, después de la lixiviación. Este lavado se realiza a
contracorriente y su fin es desimpregnar de las soluciones los sólidos de las colas. Pero
algunas veces se prefiere lavar las colas en filtros al vacío, así se ahorra agua y se evita
una alta dilución de las soluciones ricas.
1.3 LIXIVIACIÓN POR PERCOLACIÓN
La lixiviación por percolación es usada para describir técnicas en la que la solución lixiviante
se percola hacia arriba o hacia abajo a través del mineral que se ha triturado y se ha
colocado en tanques. Los tanques se encuentran distribuidos de tal manera que un sistema
de contracorriente es empleado, además estos equipos se encuentran provistos de un falso
fondo cubierto con un medio filtrante. Los nuevos sólidos son agregados al último tanque y
el agente lixiviante al primero bombeándose sucesivamente de un tanque a otro hasta
alcanzar el ultimo tanque, el ciclo de lixiviación puede variar de 2-14 días y la extracción del
metal puede ser tan alta como 80% para minerales oxidados de cobre.
Este proceso es apropiado para minerales porosos y arenosos y es inaplicable a minerales
que tienden a compactarse en masas impermeables. El método se usa también para lixiviar
menas de oro, plata, uranio y vanadio. Para el caso de menas auríferas las extracciones
son bajas, no más allá del 40-50%.
Para una buena percolación se exige regularidad en el tamaño de las partículas, las más
pequeñas se compactan en los huecos de las más grandes, de tal manera que obstruyen
los canales.
En la práctica, normalmente para minerales oxidados de cobre la granulometría
recomendada es de 9mm a 18mm y si se producen muchos finos deben removerse antes
de cargarse a los tanques para prevenir pérdidas serias de permeabilidad. La presencia de
finos no debe ser mayor del 20%.
Los tanques se construyen de concreto reforzados con revestimientos tales como plásticos
reforzados, a veces cubiertos con madera. Cada tanque está equipado con filtros
especiales protegidos de posibles daños causados por las cargas y descargas.
EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS (AGITACIÓN)
 Recipientes para lixiviación con capacidad de 3 Kg de pulpa.
 Agitadores mecánicos de alta velocidad (500-1500rpm).
 Balanza común.
 Filtro para pulpas de lixiviación.
 Mena de cobre oxidada.
 Ácido sulfúrico analítico.
 Equipos y materiales para análisis químico de cobre en minerales y soluciones de
ácido sulfúrico.
 Equipos y materiales para análisis químico de ácido sulfúrico en soluciones
acuosas.

6
MATERIALES Y EQUIPOS (PERCOLACIÓN)
 Columnas de percolación con capacidad de 1Kg de mineral.
 Bombas peristálticas o de acuario
 Balanza común
 Mena de cobre oxidada para lixiviar
 Ácido sulfúrico
 Equipo y materiales para análisis químico de cobre (minerales y soluciones
sulfatadas) y de ácido sulfúrico en solución.
2. PROCEDIMIENTO
2.1 LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN
Solución de H2SO4 (5%
peso) sln lixiviante
Mezclar mineral y solución
Alícuota de 40 ml
ml.
Agitación mecánica
(ajustar las rpm de la
prueba)
Tomar muestras filtradas a los
5, 10, 20, 40 y 60 min.
Separación mediante filtro prensa
(Separación Solido-liquido) Medir volumen de la
sln rica y pH.
Cuarteo y peso de
muestra (500 g)
Medición de pH

7
Preparar las columnas de
percolación para efectuar los
ensayos de lixiviación.
Preparar 2 litros de solución
lixiviante de H2SO4 al 5% en peso y
titularla.
Por cuarteo tomar y pesar 1 Kg de
mena para efectuar cada ensayo.
Depositar homogéneamente la
muestra de mineral en el recipiente
de lixiviación.
Agregar lentamente la solución
lixiviante al recipiente donde está
el mineral, poniendo a funcionar el
sistema de recirculación de la
solución cuando sea el caso. Anotar
la hora.
Observar la coloración del lixiviante
al ponerse en contacto con el
mineral y a medida que progresa el
proceso.
Tomar muestras de 40 ml de la
solución lixiviante así: 2, 15, 25, 40
y 50 horas de iniciada la
experiencia.
Filtrar y guardar las muestras en
recipientes adecuados para análisis
posterior del contenido de ácido
libre y cobre disuelto.
Efectuar la separación sólido-
líquido dejando escurrir bien el
líquido y medir el volumen de
solución rica obtenida.
Efectuar 3 lavados con agua a las
colas guardando muestras de las
soluciones de lavado para análisis
de cobre y ácido. Utilizar por cada
lavado 4 volúmenes de líquido
retenido por ese mineral (28%).
Tomar una muestra de 100 gramos
de colas húmedas para determinar
por secado el volumen de solución
retenida por esos residuos sólidos.
Secar y pesar las colas sobrantes y
luego tomar una muestra para
análisis químico de cobre.
2.2 LIXIVIACIÓN POR PERCOLACIÓN
Someter las colas a 3 lavados,
tomar alícuotas (40ml).
Pesar 100g y secar para determinar
el volumen de solución retenida
Colas sobrantes secarlas en estufa
y pesarlas.
Pesar y por diferencia de peso
determinar humedad retenida.
Determinar por análisis químico el
cobre no disuelto de una muestra
de las colas.

8
3. RESULTADOS
LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN
 Mineral Cabeza:
1. Retención de líquido: 10%
2. Cu total
Peso muestra para análisis: 0,475 gramos
Dilución final: 1000 ml
Lectura absorción atómica: 15.2 ppm
3. Cu soluble
 Titulación de ácido libre en la solución inicial
1. Volumen alícuota de muestra: 20 ml
2. Volumen carbonato gastado [ml] : 44.5 - 51.0 - 34.3 - 36.6 - 35.6 - 38.6 -
49.300
ENSAYO 1
500 RPM, 20% S, 25ºc, peso del mineral: 500 gramos, volumen de solución
lixiviante: 2 litros
Muestra
No
Volumen
muestra
Inicial
Ml
Determinación concentración de Cobre Titulación de ácido libre
Volumen
alicuota
uL
Volumen
dilución final
para análisis
mL
Lectura
concentración
equipo AA
ppm
Volumen
alícuota de
muestra
mL
Volumen
carbonato
gastado
mL
1 40 500 100 2.05 20 21.2 - 31.2
2 40 500 100 4.82 20 17.2 - 28.1
3 40 500 100 7.21 20 16.0 - 26.3
4 40 100 100 1.85 20 15.2 - 21.4
5 40 100 100 2.67 20 13.2 - 21.2
Lavado
1
40 1000 100 3.24 20 4.3 - 4.2
Lavado
2
40 1000 100 1.85 20 0.8 - 2.2
Lavado
3
40 1000 100 0 20 0.3 - 0.4
Tabla 1. Concentración de cobre y Titulación de ácido libre para las diferentes muestras y lavados
realizados en el ensayo 1.

9
ENSAYO 2.
500 rpm, 40% S, 35°C, peso mineral: 500 gramos, volumen solución lixiviante: 0.750
litros.
Muestra
No
Volumen
muestra
inicial [ml]
Concentración de Cobre Titulación de ácido libre
Volumen
alícuota
[µl]
Volumen
dilución
final para
análisis [ml]
Concentra-
ción equipo
AA [ppm]
Volumen
alícuota de
muestra [ml]
Volumen
carbonato
gastado [ml]
1 40 500 100 5.85 20 22.1 - 25.1
2 40 500 100 4.82 20 18.2 - 24.4
3 40 500 100 3.29 20 15.5 - 23.6
4 40 100 100 4.85 20 10.6 - 23.1
5 40 100 100 5.67 20 8.8 - 22.8
Lavado 1 40 1000 100 7.8 20 2.8 - 4.0
Lavado 2 40 1000 100 4.9 20 0.8 - 2.0
Lavado 3 40 1000 100 0 20 0.0 - 0.7
ENSAYO 3.
1500 rpm, 20% S, 25°C, peso mineral: 500 gramos, volumen solución lixiviante: 2 litros.
Muestra
No
Volumen
muestra
inicial [ml]
Volumen
alícuota
[µl]
Volumen
dilución
final para
análisis [ml]
Concentra-
ción equipo
AA [ppm]
Volumen
alícuota de
muestra
[ml]
Volumen
carbonato
gastado [ml]
1 40 500 100 2.24 20 18.5 - 32.6
2 40 500 100 5.56 20 12.9 - 31.7
3 40 500 100 7.89 20 12.8 - 27.75
4 40 100 100 1.98 20 10.9 - 25.1
5 40 100 100 3.02 20 9.6 - 24.4
Lavado 1 40 1000 100 3.28 20 3.2 - 5.6
Lavado 2 40 1000 100 2 20 0.1 - 1.8
Lavado 3 40 1000 100 0 20 0.0 - 0.8

10
ENSAYO 4.
500 rpm, 40% S, 25°C, peso mineral: 500 gramos, volumen solución lixiviante: 0.750
litros.
Muestra
No
Volumen
muestra
inicial [ml]
Volumen
alícuota
[µl]
Volumen
dilución
final para
análisis [ml]
Concentra-
ción equipo
AA [ppm]
Volumen
alícuota de
muestra
[ml]
Volumen
carbonato
gastado
[ml]
1 40 500 100 4.01 20 34.2 - 22.0
2 40 500 100 2.41 20 32.6 - 17.0
3 40 500 100 1.85 20
30.5 -
16.5
4 40 100 100 2.65 20 23.2 - 17.2
5 40 100 100 3.51 20 18.5
Lavado 1 40 1000 100 3.2 20 4.5 - 2.8
Lavado 2 40 1000 100 1.82 20 0.5 - 1.0
Lavado 3 40 1000 100 0 20 0.0 - 0.0
ENSAYO 5.
Estático, 20% S, peso mineral: 500 gramos, volumen solución lixiviante: 2000 mililitros.
Muestra
No
Volumen
muestra
inicial [ml]
Volumen
alícuota
[µl]
Volumen
dilución
final para
análisis [ml]
Concentra-
ción equipo
AA [ppm]
Volumen
alícuota de
muestra
[ml]
Volumen
carbonato
gastado
[ml]
1 40 500 100 4.15 20
35.5 -
41.1
2 40 500 100 3.1 20
34.9 -
37.5
3 40 500 100 2.82 20 33.7 - 30.3
4 40 100 100 4.19 20
32.9 -
27.5
5 40 100 100 5.81 20
30.4 -
25.0
Lavado 1 40 1000 100 3.21 20 6.0 - 6.1
Lavado 2 40 1000 100 2.8 20 0.8 - 1.5
Lavado 3 40 1000 100 0 20 0.0 - 0.4

11
LICOR (Solución rica) FINAL Y COLAS (Residuos) DE LIXIVIACIÓN
Ensayo pHi pHf
*Licor filtrado
final [ml]
% Líquido
retenido [ml]
Peso total
Colas
secas [g]
1
0.92
0.92
1.10
1.09
1700
1680
20.04
16.18
473.59
463.54
2 0.92 1.33 400 30.41 463.22
3 0.92 1.29 1650 25.65 462.35
4 0.92 1.02 401 22.46 460.2
5 0.92 0.92 1540 13.88 480.43
Tabla 6. Licor (solución rica) final y colas (residuos) de lixiviación. *Licor filtrado final obtenido de
separación S/L, Volumen ml.
% 𝑳𝒊𝒒𝒖𝒊𝒅𝒐 𝒓𝒆𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒐 =
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 𝒓𝒆𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒂
𝟏𝟎𝟎 𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍𝒂𝒔 𝒉ú𝒎𝒆𝒅𝒂𝒔
= 𝒎𝒍
COLAS DE LIXIVIACIÓN
Ensayo
Peso muestra
para análisis [g]
Dilución final
[ml]
Lectura Absorción
Atómica [ppm]
1 0.730 1000 12.5
2 0.601 1000 7.5
3 0.635 1000 10.5
4 0.630 1000 11.5
5 0.550 1000 13.5
Tabla 7. Concentración determinada por absorción atómica para las muestras de cada ensayo.
Colas de lixiviación Ensayo 1:
Peso muestra para análisis: 0.730 gramos

12
LIXIVIACIÓN POR PERCOLACIÓN
 Mineral Cabeza:
1. Retención de líquido:20%
2. Cu total
3. Cu soluble
 Titulación de ácido libre en la solución inicial
Volumen alícuota de muestra ( ml)
20
Volumen carbonato gastado (ml) 48.6 - 33.05 - 33.0 - 37.8 - 37.0
ENSAYO 1
Solución estática; mineral triturado a -1/4 “
Peso mineral: 500 gramos Volumen solución lixiviante: 1.5 litros.
Muestra
Volumen
muestra
inicial
mL
Volume
n
alicuota
uL
Volumen
dilución
final para
análisis mL
Lectura
concentración
equipo AA
ppm
Volumen
alícuota de
muestra ml
Volumen
carbonato
gastado
ml
5-6 días 40 1000 100 5,22 20
28.2 -
40.1
Lavado 1 40 40000 50 3,45 20 2.0 - 3.0
Lavado 2 40 40000 40 1,05 20 0.2 - 1.0
Lavado 3 40 40000 40 0 20 0.0 - 0.0
ENSAYO 2
Solución estática; mineral molido a -60#Tyler
Peso mineral: 500 gramos Volumen solución lixiviante: 1.5 litros
Muestra
Volumen
muestra
inicial mL
Volumen
alicuota
uL
Volumen
dilución
final para
análisis
mL
Lectura
concentració
n equipo AA
ppm
Volumen
alícuota de
muestra ml
Volumen
carbonato
gastado ml
5-6 días 40 1000 100 8.90 20 28.6 - 26.7
Lavado 1 40 40000 50 3.45 20 5.4 - 3.05
Lavado 2 40 40000 40 1.05 20 0.8 - 2.24
Lavado 3 40 40000 40 0 20 0.0 - 1.0

13
ENSAYO 3
Solución con circulación ascendente; mineral triturado a -1/4 “
Muestra
Volumen
muestra
inicial mL
Volumen
alicuota
uL
Volumen
dilución
final para
análisis
mL
Lectura
concentración
equipo AA
ppm
Volumen
alícuota de
muestra ml
Volumen
carbonato
Gastado ml
5-6 días 40 100 100 8.52 20 28.3 - 31.2
Lavado 1 40 500 50 7,3 20 3.2 - 2.5
Lavado 2 40 1000 50 2 20 0.2 - 0.2
Lavado 3 40 1000 50 0 20 0.0 - 0.0
Tabla 10. Concentración de cobre y Titulación de ácido libre para las diferentes muestras y
lavados realizados en el ensayo 3.
ENSAYO 4
Solución con circulación descendente; mineral triturado a -1/4 “
Muestra
Volumen
muestra
inicial mL
Volumen
alicuota
uL
Volumen
dilución
final para
análisis mL
Lectura
concentración
equipo AA
ppm
Volumen
alícuota
de
muestra
ml
Volumen
carbonato
gastado ml
5-6 días 40 100 100 6.03 20 12.3 - 12.4
Lavado 1 40 500 50 5,32 20 3.2 - 1.3
Lavado 2 40 1000 50 1,5 20 0.2 - 0.4
Lavado 3 40 1000 50 0 20 0.0 - 0.0
ENSAYO 5
Solución con circulación descendente; mineral molido a -60#Tyler
Muestra
Volumen
muestra
inicial mL
Volumen
alicuota
uL
Volumen
dilución final
para
análisis mL
Lectura
concentració
n equipo AA
ppm
Volumen
alícuota de
muestra ml
Volumen
carbonato
gastado ml
5-6 días 40 100 100 5.9 20 18.6 - 19.5
Lavado 1 40 40000 50 4.45 20 6.0 - 3.8
Lavado 2 40 40000 40 1.15 20 0.6 - 1.5
Lavado 3 40 40000 40 0.0 20 0.0 - 0.5

14
COLAS (RESIDUOS) DE LIXIVIACIÓN Y LICOR (SOLUCIÓN RICA) FINAL
Ensayo pHi pHf Volumen de licor
(filtrado) final total
mL
Peso de
colas totales
secas
g
Volumen de solución
retenida/100 gramos de
colas húmedas
mL = % Líquido retenido
1 1.15 1.27 1245 443.69 2.71
2 1.15 1.31 1080 474.74 21.26
3 1.15 1.49 1330 489.97 6.43
4 1.15 1.27 1260 485.03 5.86
5 1.15 1.53 1150 478.65 29.35
Tabla 13. Licor (solución rica) final y colas (residuos) de lixiviación. *Licor filtrado final obtenido de
separación S/L, Volumen ml.
Peso muestra análisis: 0,552 gramos
Lectura absorción atómica: 12,9 ppm
Peso muestra análisis: 0,631gramos

15
CÁLCULO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN
1. Calcular el volumen de ácido sulfúrico (reactivo disponible en el laboratorio) necesario para
preparar 10 litros de la solución lixiviante, al 5% en peso, y comparar este resultado con
relación al obtenido en la titulación de la solución inicial.
 10 litros de solución lixiviante, 5% p/p
 Pureza: 99%  Densidad: 1.83 g/ml
 Pureza 100%  Densidad: 1.87 g/ml
 P.M = 98.08 g/mol
% 𝑃𝑒𝑠𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 [𝑔]
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
∗ 100
𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
=
5
100
∗ (𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
+ 𝑊𝐻2 𝑂)
𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
= 0.05𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
+ 0.05𝑊𝐻2 𝑂
𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
− 0.05𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
= 0.05𝑊𝐻2 𝑂
(1) Teniendo en cuenta que: 0.95𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
= 0.05𝑊𝐻2 𝑂𝑊𝐻2 𝑂 = 19𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
El volumen de la solución a partir de: 𝑉𝑠𝑙𝑛 = 𝑉𝑠𝑡𝑜 + 𝑉𝑠𝑡𝑒 donde 𝑉 =
𝑊
𝜌
(2) Es igual a 𝑉𝑠𝑙𝑛 =
𝑊 𝐻2 𝑆𝑂4
𝜌 𝐻2 𝑆𝑂4
+
𝑊 𝐻2 𝑂
𝜌 𝐻2 𝑂
𝜌 𝐻2 𝑆𝑂4
= 1.83 𝑔/𝑚𝑙 ; 𝜌 𝐻2 𝑂 = 1𝑔/𝑚𝑙
Reemplazando (1) en (2) para un volumen de 10 litros 10000𝑚𝑙 =
𝑊 𝐻2 𝑆𝑂4
1.83𝑔/𝑚𝑙
+
19𝑊 𝐻2 𝑆𝑂4
1𝑔/𝑚𝑙
𝑊𝐻2 𝑆𝑂4
= 511.6𝑔
𝑉𝐻2 𝑆𝑂4
=
511.6𝑔
1.87𝑔/𝑚𝑙
= 279.6𝑚𝑙 (Para una solución 100% de pureza)
𝑉𝐻2 𝑆𝑂4
=
279.6𝑚𝑙
0.99
= 282.4𝑚𝑙 (Con una pureza 99%)
2. Con los resultados de los análisis químicos efectuar los cálculos para elaborar las gráficas
siguientes:
a. Acido libre Vs tiempo y Consumo de ácido Vs tiempo (En una sola gráfica)
Con los datos de volumen de Na2CO3 usado para la titulación, la relación de Na2CO3 y el
peso de H2SO4 por litro de solución, se puede calcular la cantidad de ácido libre y de ácido
consumido.

16
Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 = 2 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 (𝑁𝑎2 𝐶𝑂3) ∗ 𝑉𝑠𝑙𝑛
Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 = á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒
Tiempo [min]
Volumen de Na2CO3 consumido (promedio)
Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Ensayo 4 Ensayo 5
0 41,1 41,1 41,1 41,1 41,1
5 26,2 23,1 25,6 28,1 38,3
10 22,7 21,3 22,3 24,8 36,2
20 21,2 19,6 20,3 23,5 32
40 18,3 16,9 18 20,2 30,2
60 17,2 15,8 17 18,5 27,7
Tabla 14. Volumen de Na2CO3 consumido en promedio para cada ensayo en cada tiempo.
Cálculo tipo de ácido libre:
Ensayo 1; t = 5 min; volumen de la solución lixiviante = 2 litros.
á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 = 2(26.2) ∗ 2𝑙 = 104.8
Tiempo [min]
Acido Libre [g]
inicial 164,4 6,165 164,4 6,165 6,165
5 104,8 3,465 102,4 4,215 5,745
10 90,8 3,195 89,2 3,72 5,43
20 84,8 2,94 81,2 3,525 4,8
40 73,2 2,535 72 3,03 4,53
60 68,8 2,37 68 2,775 4,155
Tabla 15. Ácido libre en cada ensayo para cada tiempo
Gráfica 1. Ácido libre para cada ensayo en función del tiempo.
1
10
100
1000
0 10 20 30 40 50 60 70
ÁCIDOLIBRE
TIEMPO
Ácido Libre Vs Tiempo
ensayo 1 ensayo 2 ensayo 3 ensayo 4 ensayo 5

17
Cálculo tipo de ácido consumido:
Ensayo 1; t = 5 min; volumen de la solución lixiviante = 2 litros.
Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 = á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒
Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 = 164.4 − 104.8 = 59.6
Tiempo [min]
Ácido Consumido [g]
5 59,6 2,7 62 1,95 0,42
10 73,6 2,97 75,2 2,445 0,735
20 79,6 3,225 83,2 2,64 1,365
40 91,2 3,63 92,4 3,135 1,635
60 95,6 3,795 96,4 3,39 2,01
Tabla 16. Ácido consumido en cada tiempo para cada ensayo.
Gráfica 2. Ácido consumido para cada ensayo en cada tiempo.
Se puede observar el comportamiento que presenta el ácido libre en la solución y el ácido
consumido con respecto al tiempo. En la gráfica 1, la disminución del ácido libre a medida
que el tiempo transcurre, queriendo decir que se consume mayor cantidad de ácido.
Definiendo al tiempo como una variable importante en el proceso de lixiviación por
agitación.
La temperatura también juega un factor importante, observándose un aumento de ácido
libre en solución en el caso del ensayo 2, al trabajarse la agitación a los 35°C. Al comparar
los ensayos en los que se utilizó agitación y el ensayo estático, se determinó que a mayor
velocidad de agitación se consume más acido en el proceso.
0.1
1
10
100
0 10 20 30 40 50 60 70
ÁCIDOCONSUMIDO
TIEMPO
Ácido consumido Vs Tiempo
ensayo 1 ensayo 2 ensayo 3 ensayo 4 ensayo 5

18
b. Cobre disuelto (%) Vs tiempo
 %𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =
𝐴𝐴[𝑔 𝑙⁄ ]∗𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛[𝑙]
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎[𝑔]
∗ 100
%𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =
0.0152𝑔/𝑙∗1𝑙
0.475𝑔
∗ 100  𝑪𝒖𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 = 𝟑. 𝟐%
 𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 ∗ %𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 = 500𝑔 ∗ 0.032  𝑪𝒖𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒆𝒏 𝒎𝒊𝒏𝒆𝒓𝒂𝒍 = 𝟏𝟔𝒈
 %𝐶𝑢 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =
𝐴𝐴[𝑔 𝑙⁄ ]∗𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛[𝑙]
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎[𝑔]
∗ 100
%𝐶𝑢 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =
0.0139𝑔/𝑙∗0.5𝑙
0.462
∗ 100  𝑪𝒖 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒃𝒍𝒆 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 = 𝟏. 𝟓%
 𝐶𝑢 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒 𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 ∗ %𝐶𝑢 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒 𝑒𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 = 500𝑔 ∗ 0.015  𝑪𝒖𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒆𝒏 𝒎𝒊𝒏𝒆𝒓𝒂𝒍 = 𝟕. 𝟓𝒈
Ahora, para realizar la gráfica del porcentaje de cobre disuelto en función del tiempo, se
utilizan los resultados obtenidos de las pruebas de absorción atómica para las alícuotas en
cada uno de los ensayos.
𝑉1 𝐶1 = 𝑉2 𝐶2
Dónde, V1: Volumen de la alícuota
V2: Volumen de la dilución final
C1: Concentración de Cu disuelto en la alícuota
C2: Lectura de concentración por AA
 Concentración de Cu disuelto [mg/l]
𝐶1 =
𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝐴𝐴[𝑚𝑔/𝑙] ∗ 𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙[𝑙]
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑙í𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎[𝑙]
 Cantidad de Cu disuelto [g]
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜[𝑔] = 𝐶1 [
𝑔
𝑙
] ∗ 𝑉𝑠𝑙𝑛[𝑙]
Siendo: Vsln: Volumen real de la solución en un tiempo t
 Porcentaje de Cu disuelto
%𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 =
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 [𝑔]
𝐶𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 [𝑔]
∗ 100

19
Cálculo tipo del porcentaje de cobre disuelto
Ensayo 1, t = 5 minutos, Volumen de la solución lixiviante= 2 litros
Volumen alícuota= 500µl
Lectura AA= 2.05ppm
Volumen dilución final=100ml
 Concentración de Cu disuelto [mg/l]  𝐶1 =
2.05∗10−3∗100
5∗10−4 = 410𝑚𝑔/𝑙
 Cantidad de Cu disuelto [g]  𝐶𝑎𝑛𝑡 𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 = 0.41 ∗ 2 = 0.82𝑔
 Porcentaje de Cu disuelto  %𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 =
0.82
16
∗ 100 = 5.13%
Tiempo
[min]
% Cu disuelto
5 5.13 5.5 5.63 3.75 1.06
10 11.81 21.38 13.63 10.69 3.81
20 17.31 27.56 18.94 15.5 6.75
40 21.75 38.19 23.25 20.88 9.88
60 30.69 41.81 34.75 25.88 13.38
Tabla 17. Porcentaje de cobre disuelto en función del tiempo, para cada ensayo realizado.
Gráfica 3. Porcentaje de cobre disuelto en función del tiempo, para cada ensayo realizado.
Analizando la gráfica 3, se puede determinar que el ensayo 2 disuelve mayor cantidad de
cobre con un diferencia notoria de la curva con respecto a las otras de los otros ensayos,
además si el análisis se basa con la temperatura y velocidad de agitación, el comportamiento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 10 20 30 40 50 60 70
%CUDISUELTO
TIEMPO
%Cu disuelto Vs Tiempo

20
de disolución de cobre aumenta con el aumento de estas variables mencionadas,
observándose en el comportamiento creciente de la curva del ensayo número dos.
c. Kilogramos de H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto Vs tiempo.
Tiempo
[min]
H2SO4 Consumido/ Cu disuelto
5 74.196 30.358 70.490 33.275 73.182
10 39.704 8.820 35.065 14.570 34.166
20 29.257 7.435 27.901 10.833 34.853
40 26.564 6.029 25.172 9.525 28.380
60 19.723 5.742 17.561 8.301 25.627
Tabla 18. H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto para cada tiempo usado en cada ensayo.
Gráfica 4. H2S04 consumido/kilogramo de cobre disuelto para cada tiempo usado en cada ensayo.
En la gráfica 4, se confirma el comportamiento sobresaliente del ensayo 2, presentando
una menor relación H2SO4 consumido/Cu disuelto; esto debe directamente a la explicación
de la gráfica 3 donde se observa la mayor disolución de cobre por parte de este ensayo,
además de la mayor relación acido consumido/cobre disuelto por parte del ensayo 5, el cual
se mantuvo estático, sin agitar evitando que se diera satisfactoriamente el fenómeno que
controla el proceso de lixiviación.
3. Analizando los resultados obtenidos en esta práctica, deducir cuál es el fenómeno
(químico ó difusional) que controla este proceso de lixiviación.
En el análisis de las curvas de los ensayos 3 y 5 en la gráfica 3, se observa que existe una
mayor dilución de cobre en presencia de agitación, existiendo un fenómeno de difusión en
el proceso. Pero como lo que se desea evaluar es el fenómeno que controla el proceso de
sistemas agitados, se hace una comparación entre la prueba 1 y 3, ya que permite evaluar
la disolución a iguales condiciones variando únicamente la velocidad de agitación.
La prueba 3 muestra resultados de disolución de cobre muy cercanos a la disolución
alcanzada en la prueba 1, pero ligeramente mayor. A pesar de que la diferencia en la
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
0 10 20 30 40 50 60 70
H2SO4CONSUMIDO/CUDISUELTO
TIEMPO
H2SO4 Consumido/Cu Disuelto Vs Tiempo

21
velocidad de agitación (de 500 rpm a 1500 rpm) es notoria, las diluciones son muy
parecidas, esto lleva a decir que el fenómeno que controla el proceso de lixiviación del
mineral de cobre experimental, es químico.
Existe una influencia de la difusión; sin embargo prevalece el fenómeno químico. La
influencia de la difusión pudo ser corroborada con la precedente comparación de las
pruebas 5 y 1. Además, si se compara la prueba 2 y 4 se llega a la misma conclusión, ya
que a pesar de operar a condiciones de agitación iguales se obtienen porcentajes de
dilución de disimilitud marcada.
4. Determinar la Energía de Activación (Ea) de este proceso de lixiviación., y con base
en su valor confirmar o negar lo deducido anteriormente, respecto al fenómeno que
controla este proceso.
La energía de activación es la energía que necesita un sistema antes de poder iniciar un
determinado proceso. La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía
mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada.
La ecuación de Arrhenius:
𝑘 = 𝐴𝑒−𝐸 𝑎/𝑅𝑇
Esta ecuación relaciona la constante de velocidad con la temperatura para cada caso en
particular de una reacción química.
Para determinar la constante de reacción (k):
(K): 𝑙𝑛
𝐶 𝑎
𝐶 𝑜
= 𝑘𝑡 dónde, Ca es la concentración de Cu disuelto.
Co es la concentración de Cu total.
−𝑟𝑎 = −
𝑑𝐶 𝑎
𝑑𝑡
= 𝐾𝐶 𝑎
𝑛
 −
𝑑𝐶 𝑎
𝐶 𝑎
𝑛 = 𝐾𝑑𝑡
− ∫
𝑑𝐶𝑎
𝐶𝑎 𝑛
𝐶𝑎
𝐶𝑎𝑜
= 𝐾 ∫ 𝑑𝑡
𝑡
0
Se tiene que a t = 0, Cao = 0, entonces:
𝐶𝑎1−𝑛
= (1 − 𝑛)𝐾𝑡
Aplicando logaritmos:
𝑙𝑛 𝐶𝑎1−𝑛
= 𝑙𝑛[(1 − 𝑛)𝐾] + 𝑙𝑛 𝑡
𝑙𝑛 𝐶𝑎 =
1
1 − 𝑛
𝑙𝑛[(1 − 𝑛)𝐾] +
1
1 − 𝑛
𝑙𝑛 𝑡
La concentración de cobre disuelto [M] se determina, teniendo en cuenta el peso molecular
del cobre y el volumen real de la solución, mediante la siguiente relación:
[𝐶𝑢] [𝑀] = 𝑔𝐶𝑢 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 ∗
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑢
63.54 𝑔 𝐶𝑢
∗
1
𝑉 [𝑙]

22
[𝐶𝑢+2] = 5.13𝑔𝐶𝑢+2
∗
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑢+2
63.54 𝑔 𝐶𝑢+2
∗
1
2𝑙
= 0.04036 𝑀
t Ca ln t ln Ca
5 0.04036 1.60944 -3.20992
10 0.09292 2.30259 -2.37602
20 0.1362 2.99573 -1.99363
40 0.17114 3.68888 -1.76527
60 0.24148 4.09434 -1.42097
Tabla 19. Parámetros de ecuación cinética para el ensayo 2.
t Ca ln t ln Ca
5 0.04328 1.60944 -3.14006
10 0.16824 2.30259 -1.78236
20 0.21687 2.99573 -1.52846
40 0.30052 3.68888 -1.20224
60 0.32901 4.09434 -1.11167
Tabla 20. Parámetros de ecuación cinética para el ensayo 4.
Gráfica 5. Parámetros de ecuación cinética para los ensayos 2 y 4.
Se determina el orden de reacción (n) y con este la constante cinética para las pruebas 2 y
4.
Ensayo 2: 𝑦 = 0.6611𝑥 − 4.0956 
1
1−𝑛
= 𝑚 = 0.6611  𝑛 = −0.5126
1
1−𝑛
𝑙𝑛[(1 − 𝑛)𝑘] = −4.0956  𝑘 =
1
1.5126
𝑒
−4.0956
0.6611⁄
 𝐤 = 𝟏. 𝟑𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
Ensayo 4: 𝑦 = 0.7438𝑥 − 3.9384 
1
1−𝑛
= 𝑚 = 0.7438  𝑛 = −0.3444
1
1−𝑛
𝑙𝑛[(1 − 𝑛)𝑘] = −3.9384  𝑘 =
1
1.3444
𝑒
−3.9384
0.7438⁄
 𝐤 = 𝟑. 𝟕𝟑 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
LNCA
LN T
Ln Ca Vs Ln t
Ensayo 2 Ensayo 4

23
Representación lineal de la ecuación de Arrhenius  ln 𝐾 = ln 𝐾0 −
𝐸𝑎
𝑅𝑇
Ensayo k ln k T 1/T
2 0.00135 -6.60765 298 0.00336
4 0.00373 -5.59135 308 0.00325
Tabla 21. Datos para trazar la representación lineal de la ecuación de Arrhenius.
Gráfica 6. Ln(K) Vs 1/T, para los ensayos 2 y 4.
𝑦 = −9328𝑥 + 24.695  −
𝐸 𝑎
𝑅
= −9328
𝐸 𝑎 = 9328 ∗ 8.314
𝐽
𝑚𝑜𝑙𝐾
∗
1𝑘𝐽
1000𝐽
 𝐸 𝑎 = 77.55𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙
Teniendo en cuenta:
 Control químico para Ea > 40 kJ/mol
 Control difusional para Ea entre 5 y 20 kJ/mol
 Control mixto para 20 kJ/mol < Ea < 40 kJ/mol
Se determina que la energía de activación está dentro del rango de control químico (Ea >
40 kJ/mol), con lo cual se confirma lo deducido anteriormente, es decir, que el fenómeno
que controla el proceso de lixiviación es el químico.
5. Calcular el volumen de solución evaporada
Cálculo ejemplo para el ensayo 1.
𝑊 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠∗ 𝑉 𝑠𝑙𝑛 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎
100𝑔
= 𝑊𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠 − 𝑊𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑠
𝑊 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠∗18.11𝑚𝑙
100𝑔
= 𝑊𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠 − 468.57𝑔  𝑊𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠 = 572.19𝑔
-6.8
-6.6
-6.4
-6.2
-6
-5.8
-5.6
-5.4
0.00324 0.00326 0.00328 0.0033 0.00332 0.00334 0.00336 0.00338
LNK
1/T
Ln k Vs 1/T

24
Ahora,
𝑉𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 =
𝑊 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑠∗𝑉 𝑠𝑙𝑛 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎
100𝑔
𝑉𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 =
572.19𝑔∗18.11𝑚𝑙
100𝑔
 𝑉𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 = 103.62𝑚𝑙
𝑉𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − (𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙+ 𝑉𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜)
𝑉𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 2000𝑚𝑙 − (1690𝑚𝑙 + 103.62𝑚𝑙) = 206.38𝑚𝑙
Ensayo
Vinicial
[ml]
Vfinal
[ml]
%Líquido
Retenido* [ml]
Wcolas secas
[g]
Wcolas
humedas [g]
Vsln retenida
[ml]
Vsln evaporada
[ml]
1 2000 1690 18.11 468.57 572.19 103.62 206.38
2 750 400 30.41 463.22 665.64 202.42 147.58
3 2000 1650 25.65 462.35 621.86 159.51 190.50
4 750 401 22.46 460.20 593.50 133.30 215.7
5 2000 1540 13.88 480.43 557.86 77.43 382.57
Tabla 22. Volumen de solución evaporada en colas para lixiviación por agitación de los ensayos
realizados. *% de líquido retenido = Volumen de la solución retenida/100g de colas húmedas.
6. De acuerdo a los resultados obtenidos diseñar un sistema simple de lavado de las
colas.
Figura 1. Diseño de lavado de colas para un sistema de lixiviación por agitación.

25
Este diseño (figura 1), consiste en el lavado de las colas del sistema de lixiviación por
agitación a una velocidad de 1500 rpm, representando dos etapas simples, primero el
descargue de la solución licor con las colas (o sólidos) del tanque de agitación, seguido por
el cargue en un separador (filtro prensa), con el fin de separar los sólidos del líquido
(solución licor), esta irá posteriormente a un proceso de recuperación del cobre disuelto; la
segunda etapa consta del lavado de las colas, necesario para la recuperación del cobre
disuelto y el ácido libre que se encuentra en el líquido retenido naturalmente por el mineral,
se realizan dos lavados con agua, de los cuales, se recupera la mayoría del cobre disuelto
y el ácido libre de las colas.
7. Utilizando dibujos describir los tanques industriales utilizados en este método de
lixiviación.
Figura 2. Tanque de lixiviación agitada de minerales.
Caracterizado por el uso de aspas con agitado mecánico de la solución lixiviante y la pulpa
mineral, colocando en constante contacto las partículas de la pulpa en suspensión y la
solución lixiviante, favoreciendo su lixiviación. Este proceso es aplicado a minerales con
una alta ley
Figura 3. Tanques de lixiviación de agitación en serie a escala industrial.

26
Figura 4. Autoclave
Las autoclaves son tanques agitadores que además de la agitación a la pulpa a partir de
bombeo de un gas, el proceso de disolución es promovido por temperatura y presión,
reduciendo los tiempos de tratamiento. Este proceso asegura una alta disolución del metal
en el mineral, es muy aplicado a menas con una alta ley.
Figura 5. Tanque pachuca
Tanques cilíndricos cuya agitación se realiza por bombeo neumático, permitiendo que las
partículas se mantengan en suspensión, y entren en contacto con la solución lixiviante.

27
LIXIVIACIÓN POR PERCOLACIÓN
1. Con los resultados de los análisis químicos efectuar los cálculos para elaborar las
gráficas siguientes:
a. Acido libre Vs tiempo y Consumo de ácido Vs tiempo
El ácido libre en la solución a cualquier tiempo, se determina mediante la cantidad de
carbonato de sodio utilizada y el volumen de la solución presente un tiempo determinado.
La cantidad de ácido en la solución inicial es el mismo para todos los ensayos al igual que
el cobre soluble en el mineral y se calcula sacando un promedio de los datos iníciales.
𝟐 ∗ 𝐕𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐧 𝐝𝐞 𝐍𝐚 𝟐 𝐂𝐎 𝟑 =
𝐆𝐫𝐚𝐦𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐇 𝟐 𝐒𝐎 𝟒
𝐋𝐢𝐭𝐫𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐬𝐥𝐧
El ácido consumido se determina mediante la diferencia entre el ácido libre en la solución
inicialmente y el ácido presente libre.
𝐕𝐂𝐚 𝟐 𝐂𝐎 𝟑 𝐠𝐚𝐬𝐭𝐚𝐝𝐨 =
𝟒𝟖. 𝟔 + 𝟑𝟑. 𝟎𝟓 + 𝟑𝟑. 𝟎 + 𝟑𝟕. 𝟖 + 𝟑𝟕. 𝟎
𝟓
= 𝟑𝟕. 𝟖𝟗𝐦𝐥
Para el Ensayo 1:
6 días de lixiviación.
Volumen de solución lixiviante = 1,5 L
Cantidad de ácido inicial= X1
2 ∗ 37.89 =
X 1g
litros de sln
X1 = 75.78 ∗ 1.5 = 113.67gH2SO4
Cantidad de ácido libre en solución a los 6 días de lixiviación: X2
2 ∗ 34.15 =
X2g
litros de sln
X2 = 68.3 ∗ 1.5 = 102.45gH2SO4
Cantidad de ácido consumido a los 6 días de lixiviación.
Acido consumido = 113.67gH2SO4 − 102.45gH2SO4 = 11.22gH2SO4
Tiempo: 6 días Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Ensayo 4 Ensayo 5
Acido Inicial 0.11367 0.11367 0.11367 0.11367 0.11367
Ácido libre 0.10245 0.08295 0.08925 0.03705 0.05715
Ácido consumido 0.01122 0.03072 0.02442 0.07662 0.05652
Tabla 23. Acido Libre y Acido consumido

28
b. Cobre disuelto (%) Vs tiempo
 Cu total en la muestra
%𝐂𝐮 =
𝐋𝐞𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚 𝐀𝐀 ∗ 𝐝𝐢𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚
∗ 𝟏𝟎𝟎
%𝐂𝐮 =
𝟎. 𝟎𝟏𝟔𝟗𝐠/𝐥 ∗ 𝟏𝐥
𝟎. 𝟓𝟔𝟏𝐠
∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟑. 𝟎𝟏%
 Cu total en mineral
𝐂𝐮𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐞𝐧 𝐦𝐢𝐧𝐞𝐫𝐚𝐥 = 𝟓𝟎𝟎𝐠 𝐝𝐞 𝐦𝐢𝐧𝐞𝐫𝐚𝐥 ∗ 𝟎. 𝟎𝟑𝟎𝟏 = 𝟏𝟓. 𝟎𝟓𝐠
 Cu soluble en muestra
%𝐂𝐮 =
𝐋𝐞𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚 𝐀𝐀 ∗ 𝐝𝐢𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧
𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚
∗ 𝟏𝟎𝟎
%𝐂𝐮 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐛𝐥𝐞 =
𝟎. 𝟎𝟏𝟐𝟕 ∗ 𝟏𝐥
𝟎. 𝟐𝟓𝟐𝐠
∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐. 𝟓𝟐%
 Cu soluble en mineral
𝐂𝐮 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐛𝐥𝐞 = 𝟓𝟎𝟎𝐠 𝐝𝐞 𝐦𝐢𝐧𝐞𝐫𝐚𝐥 ∗ 𝟎. 𝟎𝟐𝟓𝟐 = 𝟏𝟐. 𝟔𝐠
Entonces por medio de los resultados obtenidos a partir de pruebas de absorción atómica
para cada alícuota en los diferentes ensayos, se puede realizar la gráfica correspondiente
al porcentaje de cobre disuelto contra tiempo, mediante la siguiente relación:
𝐕𝟏 𝐂 𝟏 = 𝐕𝟐 𝐂 𝟐
Dónde:
V1: Volumen de la alícuota
V2: Volumen de la dilución final
C1: Concentración de Cu disuelto en la alícuota
C2: Lectura de concentración por AA
 Concentración de Cu disuelto [mg/l]
𝐂 𝟏 =
𝐋𝐞𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚 𝐀𝐀[𝐦𝐠/𝐥] ∗ 𝐝𝐢𝐥𝐮𝐜𝐢ó𝐧 𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥[𝐥]
𝐕𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞𝐧 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐚𝐥í𝐜𝐮𝐨𝐭𝐚[𝐥]

29
 Cantidad de Cu disuelto [g]
𝐂𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐂𝐮 𝐝𝐢𝐬𝐮𝐞𝐥𝐭𝐨[𝐠] = 𝐂 𝟏 [
𝐠
𝐥
] ∗ 𝐕𝐬𝐥𝐧[𝐥]
Donde:
Vsln: Volumen real de la solución en un tiempo t
 Porcentaje de Cu disuelto
%𝐂𝐮 𝐝𝐢𝐬𝐮𝐞𝐥𝐭𝐨 =
𝐂𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐂𝐮 𝐝𝐢𝐬𝐮𝐞𝐥𝐭𝐨 [𝐠]
𝐂𝐮 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐞𝐧 𝐞𝐥 𝐦𝐢𝐧𝐞𝐫𝐚𝐥 [𝐠]
∗ 𝟏𝟎𝟎
Para el Ensayo 1:
 6 días de lixiviación
C1 =
5.22(100)(0.001)
1000(0.000001)
= 522mg/l
Cudisuelto = 522
1
1000
(1.5) = 0.783g%Cudisuelto =
0.783
15.05
∗ 100 = 5.2%
%Cu disuelto 5.2 8.87 84.92 60.1 58.8
Tabla 24 .Porcentaje de Cu disuelto
c. Los kilogramos de H2SO4 consumidos/kilogramo de cobre disuelto a los 6 días de
lixiviación.
Para el Ensayo 1:
0.01122KgH2SO4consumido
0.000783Kg de Cu disuelto
= 14.3295
Acido consumido 14.3295 23.0112 1.9108 8.4709 6.3864
Tabla 25. H2SO4 consumido/ Cu disuelto
2. Calcular el volumen de solución evaporada.
Para el Ensayo 1:
𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬 ∗ 𝐕𝐬𝐥𝐧 𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐚
𝟏𝟎𝟎𝐠
= 𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬 − 𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐬𝐞𝐜𝐚𝐬

30
𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬∗𝟐.𝟕𝟏𝐦𝐥
𝟏𝟎𝟎𝐠
= 𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬 − 𝟒𝟒𝟑. 𝟔𝟗𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬 = 𝟒𝟓𝟔. 𝟎𝟓𝐠
Luego
𝐕𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨 𝐞𝐧 𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 =
𝐖𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐬 ∗ 𝐕𝐬𝐥𝐧 𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐚
𝟏𝟎𝟎𝐠
𝐕𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨 𝐞𝐧 𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 =
𝟒𝟓𝟔.𝟎𝟓𝐠∗𝟐.𝟕𝟏𝐦𝐥
𝟏𝟎𝟎𝐠
𝐕𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨 𝐞𝐧 𝐜𝐨𝐥𝐚𝐬 = 𝟏𝟐. 𝟑𝟔𝐦𝐥
𝐕𝐞𝐯𝐚𝐩𝐨𝐫𝐚𝐝𝐨 = 𝐕𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 − (𝐕𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥+ 𝐕𝐫𝐞𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨)
𝐕𝐞𝐯𝐚𝐩𝐨𝐫𝐚𝐝𝐨 = 𝟏𝟓𝟎𝟎 − (𝟏𝟐𝟒𝟓 + 𝟏𝟐. 𝟑𝟔) = 𝟐𝟒𝟐. 𝟔𝟒𝐦𝐥
Ensayo
Vinicial
[ml]
Vfinal
[ml]
%Líquido
Retenido [ml]
Wcolas
secas [g]
Wcolashumedas
[g]
Vsln retenida
[ml]
Vsln evaporada
[ml]
1 1500 1245 2.71 443.69 456.05 12.36 242.64
2 1500 1080 21.26 474.74 602.92 128.18 291.82
3 1500 1330 6.43 489.97 523.64 33.67 136.33
4 1500 1260 5.86 485.03 515.22 30.19 209.81
5 1500 1150 29.32 478.65 677.21 198.56 151.44
Tabla 26. Datos volumen solución evaporada en colas para lixiviación por percolación.
(% líquido retenido (Volumen de la solución retenida/100 gramos de colas húmedas)
3. De acuerdo a los resultados obtenidos diseñar un sistema de lavado de las colas.
Figura 6. Diseño de lavado de colas, sistema de lixiviación por percolación.

31
En la figura se muestra la propuesta de un sistema simple de lavado de colas para un
proceso de lixiviación por percolación. Se utiliza un esperador para sustituir el filtro de
prensa utilizado normalmente en el proceso de lixiviación por agitación, para lixiviar mineral
de granulometría gruesa. Después de que las colas que vienen del tanque de lixiviación
pasan por el espesador, se extrae el cobre disuelto que queda retenido en ellas (solución
licor) y se aumenta la recuperación del metal en los lavados. Gracias a estos sistemas de
lavado de colas es posible recuperar cobre aun sin extraer y el ácido presente en el mineral.
De acuerdo con los resultados obtenidos, son necesario dos lavados, ya que por encima
de este número los lavados que se realicen son innecesarios debido a que ha sido
recuperado prácticamente todo el metal de interés y el ácido presente.
4. Utilizando dibujos describir los tanques industriales utilizados en este
método de lixiviación.
La siguiente figura muestra una serie de tanques de lixiviación que presentan un aspecto
largo y fino, cilindro recto en la tapa y en la parte inferior, puede producir buena diferencia
de la concentración para hacer la dispersión que se realizará suavemente y naturalmente.
Así, el efecto de lixiviación es mejor que el del método de inmersión, y la extracción será
comparativamente completa. Estos tanques son ampliamente utilizados en la industria
farmacéutica.
Figura 7. Sistema de percolación.
En la industria metalúrgica, esta técnica consiste en contactar un lecho de mineral con una
solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque.

32
Los minerales a tratar por este método deben presentar contenidos metálicos altos o muy
altos, debiendo ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a 14 días) y en
trozos de tamaño medio, con tonelajes suficientes de mineral percolable en el yacimiento
que permitan amortizar la mayor inversión inicial que requiere este tipo de proceso.
5. Comparar los resultados obtenidos al final de las pruebas de los dos
métodos de lixiviación (agitación y percolación)
 El contenido de ácido libre y el consumo de acido
Teniendo en cuenta parámetros como el tiempo, se observó que a pesar que los dos
métodos requirieron intervalos diferentes la cantidad de ácido libre y consumido fue similar.
Para tiempos iguales de operación, dado que las cinéticas son diferentes, ambos métodos
no proporcionarán resultados iguales. Por lo anterior, se comprueba que la cinética es
mucho menor en el método de percolación.
También hay que tener en cuenta que los consumos de ácido y contenido de ácido libre,
son similares, pero no iguales, esto se debe a factores como la diferencia en granulometría,
la cual afecta considerablemente el proceso, esto en cuanto a las velocidades de reacción.
 El cobre disuelto (%)
Enambos procesos de lixiviación hubo un comportamiento destacado en uno de los
ensayos (agitación: ensayo 2 y percolación: ensayo 3), influenciados por factores como la
temperatura y la dirección de circulación de la solución, para lixiviación por agitación y
percolación respectivamente, sin embargo la mayor disolución se presentó en la segunda.
La mayor disolución por parte de la percolación está relacionada directamente con el tiempo
prolongado del proceso, no obstante se debe determinar cuál de los dos métodos es
adecuado basándose en los costos para ser implementado en la industria.
 Los kilogramos de H2SO4 consumidos/kilogramo de cobre disuelto
Los mejores resultados relacionando las variables consumo de ácido y cobre disuelto se
reflejan en el método de agitación, pues el consumo fue menor.
6. Con base en la caracterización de la mena y los resultados experimentales,
discutir cuál sería el método más apropiado, de los dos ensayos en
laboratorio, para extraer de estas menas el cobre por lixiviación, teniendo en
cuenta tanto factores técnicos como económicos.
El método más apropiado para extraer el cobre por lixiviación depende del análisis
costo/beneficio, pero teniendo en cuenta los resultados experimentales obtenidos para los
dos ensayos de los sistemas de lixiviación, se puede decir que el método más apropiado
es el método de lixiviación por percolación con circulación ascendente ya que utilizando
este método se obtuvo porcentajes de cobre disuelto muy alto con un menor consumo de
ácido a comparación del método de lixiviación por agitación por ese motivo el método de
lixiviación por percolación genera disminución en los costos de operación, generando un
aumento en el tiempo de obtención del metal de interés.

33
La lixiviación por percolación ha sido un proceso muy antiguo utilizado para explotar
grandes depósitos de mineral, usualmente de baja ley, de un tiempo para acá se ha
comprobado que tiene excelente aplicación en depósitos pequeños, de baja o alta ley, ya
que los costos que dicho proceso conlleva son relativamente bajos permitiendo así que la
extracción sea rentable para la empresa.
La lixiviación por percolación tiene un sistema operativo muy flexible, donde el ingeniero
puede planificar a su beneficio el procedimiento que desea aplicar, pues es él quien tiene
la capacidad de controlar las variables del proceso. Este tipo de lixiviación por ejemplo,
permite implementar tratamientos que duren semanas, meses, todo dependiendo del
mineral con que se trabaje. Es por esto que se hace importante conocer inicialmente, la
caracterización de la mena pues estos resultados permitirán establecer las mejores
condiciones para una extracción eficiente del mineral.
Mediante el análisis de caracterización de la mena se obtiene factores importantes como la
permeabilidad del mineral de manera que el líquido lixiviante pase a través de todo el
material y que el contacto entre el agente lixiviante y el mineral sea el óptimo este factor de
gran importancia para el método de lixiviación por percolación.

34
CONCLUCIONES
 La velocidad de agitación durante el proceso de lixiviación es un factor importante a
tener en cuenta, ya que está relacionada directamente con la cantidad de cobre que
se va a disolver en la solución, ocasionando disminución o aumento en el porcentaje
de recuperación.
 La granulometría utilizada en el proceso de lixiviación por percolación, es un aspecto
que se debe tener en cuenta, ya que se observó que al tener finos se consume una
cantidad menor de ácido, sin embargo no es recomendable el uso de estos, ya que
se pueden presentar perdidas por deslizamiento del mineral en las corrientes de
solución lixiviante.
 A medida que aumenta el tiempo de las pruebas, se alcanzan resultados
satisfactorios en cuando a la obtención del cobre disuelto, ya que se consigue una
relación directamente proporcional con el aumento del tiempo.
 Para el proceso de lixiviación por percolación estático, se observó un menor
consumo de ácido, sin embargo el porcentaje de cobre presentó una disminución
por lo que la eficiencia se atribuyó baja.
 La temperatura es relevante en el proceso de lixiviación por agitación, viéndose
influenciado al aumento de la misma, disminuyendo el ácido consumido durante el
ensayo, y aumenta el porcentaje de cobre disuelto,
 El consumo de ácido que se presenta por percolación es parecido al conseguido por
agitación, pero cabe resaltar que este procedimiento requiere un tiempo muy
extenso para obtener los resultados deseados, presentando así una velocidad de
reacción menor y a su vez demostrando que su cinética es más lenta comparada
con el proceso de agitación.
 El proceso de lixiviación por percolación genera una disminución en los costos de
operación, pero generando un aumento en el tiempo utilizado en la obtención del
metal de interés.
OBSERVACIONES
 Algunos parámetros a tener en cuenta en el momento de seleccionar un proceso de
lixiviación que se adapte a las mejores condiciones para la recuperación de un
material son el tamaño de partícula, así como la altura del lecho de mineral, el ciclo
de lixiviación, el consumo de ácido, la ley del mineral y el consumo de agua.

35
BIBLIOGRAFIA
 DOMIC E; Hidrometalurgia. Fundamentos, Procesos y Aplicaciones;
Santiago de Chile, 2001
 PEDRAZA, Julio Elías. Apuntes de clase de Metalúrgia Extractiva II,
capitulo 5, lixiviación de materiales.
 http://es.scribd.com/doc/39872456/41/Lixiviacion-por-Agitacion
 http://es.scribd.com/doc/39872456/40/Lixiviacion-por-percolacion

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