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Evaluación de la cinética de disolución de cobre contenido en un mineral secundario proveniente de un proceso de neutralización industrial de drenajes ácidos de mina/roca en un medio básico amoniacal

Resumen

La sostenibilidad de procesos industriales en sectores de alto impacto ambiental, se ha convertido en tema controversial debido a la poca participación de las partes implicadas en el desarrollo de actividades en pro de mejoramiento de procesos. La explotación de recursos naturales se ha estigmatizado como una de las actividades que más residuos industriales gestan al momento de operación, los cuales al ser tratados de manera responsable, generan un elevado costo debido a que requieren áreas para su disposición proporcional a la magnitud de sus operaciones. Como respuesta a esta problemática, grandes empresas del sector reconocidas por sus contribuciones al manejo adecuado de prácticas ambientales, en compañía de centros educativos de alto nivel, desarrollan proyectos investigativos a fines. A manera de contribución con lo planteado, se evaluó la cinética de disolución de cobre contenido como óxido en un mineral secundario generado como residuo en un proceso de neutralización industrial de drenajes ácidos de mina, por una solución de amoniaco. Inicialmente se caracterizó el lodo, materia de investigación, donde se denotó la presencia de metales de interés incluidos el cobre. Fueron investigados el efecto del tiempo de lixiviación, la concentración de carbonato de amonio ((NH4)2CO3), la velocidad de agitación, la relación sólido – líquido, tamaño de partícula, y temperatura, como parámetros para establecer las condiciones favorables de la extracción selectiva. A medida que se procedía con la lixiviación, el cobre era disuelto de la forma Cu(NH3)42+, el cual una vez detenido el proceso se precipitaba nuevamente como hidróxido (Cu(OH)2), lo que conllevo a buscar la manera de romper ese equilibrio mediante la filtración completa de la solución. Las condiciones favorables para la extracción selectiva mediante amoniaco fueron encontradas con concentración de 0,7M (NH4)2CO3; relación sólido/líquido 1:5 g/mL; tiempo de lixiviación 180 min; velocidad de agitación 350 rpm, temperatura 75 °C; tamaño de partícula menor a 66 μm. Aproximadamente el 50% de cobre fue recuperado efectivamente. Los datos cinéticos obtenidos fueron analizados por una variante del modelo de núcleo sin reaccionar (SCM). Basado en éste modelo, se determinó que la cinética de disolución de cobre es un proceso controlado por la difusión de los reactivos. Se establecieron los órdenes de reacción respecto al (NH4)2CO3, tamaño de partícula, velocidad de agitación y relación sólido/líquido. La energía de activación para éste proceso de disolución fue de 19.043 kJ/mol.