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PROCESAMIENTOS DE MINERALES II

Laboratorio No 1 Introducción a la lixiviación

INFORME

Integrantes: Ambrosio Quispe, Germán Narváez Solís, Kevin Saravia Arias, Carlos

Grupo: C11 – 04 – A Profesor: Sánchez Zúñiga, Luis Enrique SEMANA: 1

Fecha de realización: 13 de febrero Fecha de entrega: 20 de febrero

2015- I

Introducción a la lixiviación Lab.1

INTRODUCCIÓN El presente laboratorio tiene como objetivo determinar la concentración de ácido libre contenido en una muestra problema, lo cual se realizara por el método de la Titulación o Valoración. Se empezó por practicar con una titulación de ácido sulfúrico con carbonato de sodio, para luego continuar con la muestra problema, se utilizó el anaranjado de metilo como indicador en ambos casos. Lo primero fue la preparación de la solución de carbonato de sodio, disolviendo 5.31 g de carbonato de sodio en un 1 litro de agua. Conjuntamente se preparó la solución de ácido sulfúrico con 10 g/l. Y se procedió a determinar la cantidad de ácido gastado. A continuación se procedió con la muestra problema, utilizando un procediendo semejante al anterior, de la cual se obtuvo un gasto de 1.6ml (un cambio de rojo a anaranjado) y 1.9 ml (cambio de anaranjado a un ligero amarillo).

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1. OBJETIVOS -

Hallar la concentración real del ácido libre, por medio de la Titulación, valorando un ácido fuerte con una base débil. Establecer el porcentaje de error entre la concentración real y la teórica. Verificar la exactitud al aplicar el método de Titulación

2. FUNDAMENTO TEÓRICO ¿Qué es lixiviación? En minería el término lixiviación se define como un proceso hidro-metalúrgico. Esto significa que, con la ayuda del agua como medio de transporte, se usan químicos específicos para separar los minerales valiosos (y solubles en dichos líquidos) de los no valiosos. Este proceso permite trabajar yacimientos que suelen ser calificados de baja ley (y por tanto de más alto costo de producción por tonelada) siempre que la operación minera involucre una actividad a gran escala. Es decir, que la lixiviación es un proceso de recuperación que hará económico un proyecto conforme se trabajen mayores volúmenes de material.

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Tipos de Lixiviación: -

In Situ: Utilizado comúnmente para minerales de baja ley inversión mínima.

y tiene una

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En Botaderos: No requiere chancado, ya que el mineral es transportado tal como se extrajo de la voladura, luego es descargado sobre una pendiente y se le implanta un sistema de riego.

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Bateas o Percolación: Consiste en chancar previamente el mineral para después ser cargados en bateas en las que el mineral se sumerge en una solución acida lixiviante. La batea posee un fondo falso cubierto con una tela filtrante la que permite la recirculación de las soluciones en sentido ascendente.

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En pilas o columnas: Utilizado comúnmente para minerales de ley baja/ media y su inversión es de tamaño medio.

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Por agitación: Se agita una pulpa formada por partículas finas y reactivas. Se utiliza para menas de alta ley o cuya especie útil es de alto valor comercial, debido a los grandes costos de inversión. Su objetivo es tener recuperaciones más altas en tiempos más cortos.

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Bacteriana: Es un proceso de disoluciones ejecutadas por de bacterias que tienen la habilidad de oxidar minerales permitiendo liberar los valores metálicos contenidos en ellos. Su explotar menas que por tener baja concentración de metal no tratar con métodos tradicionales

un grupo sulfurados, objetivo es se pueden

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3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para este primer laboratorio valoraremos una muestra problema con carbonato de sodio para determinar la concentración de ácido libre. Para ello practicaremos la valoración de ácido sulfúrico con carbonato de sodio y luego valoraremos la muestra problema. Empezamos el laboratorio preparando la solución de carbonato de sodio a 0.1N para un volumen de 1 litro. Mediante el equivalente molar y masa molar se determinó pesar 5.31g de carbonato de sodio. La solución de carbonato de sodio se preparó en la fiola de 1 litro. Luego se procedió a preparar la solución de ácido sulfúrico (10 g/L), sabemos que está al 98% es por ello que se pesó 10.15g de ácido sulfúrico y se disolvió en una fiola de 1 litro.

Valoramos el ácido sulfúrico con carbonato de sodio tres veces repetitivas con una alícuota de 5ml de ácido sulfúrico y 2 gotas de anaranjado de metilo. El viraje es de color rojo hasta una muy ligera coloración naranja o amarilla. Los gastos para las tres veces fueron de 9.2ml, 9.2ml y 9.1ml. Una vez terminado la valoración con el ácido sulfúrico, valoraremos la muestra problema. Para ello sacamos una alícuota de 5ml y agregamos 2 gotas de indicador, y valoramos. El gasto obtenido para las dos valoraciones fue de 1.6ml y 1.9ml.

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4. CÁLCULOS Y RESULTADOS  Para Preparar la solución de carbonato de sodio a 0.1N realizamos los siguientes cálculos básicos para hallar la masa que se pesó. Sabemos que 𝑁 = 𝑀(∅) Donde N es la normalidad; M, la molaridad y ∅ es el equivalente molar. En este caso el equivalente molar es 2 (es la carga total del anión y catión). También sabemos que: 𝑊 𝑀= 𝑉𝑥 𝑝𝑓 Establecemos que: (𝑉)(𝑝𝑓)(𝑁) 𝑊= (∅) (1)(106)(0.1) 𝑊= (2) 𝑾 = 𝟓. 𝟑𝒈𝒓 La masa que pesaremos es de 5.3 gramos y diluir en 1 litro de solución.  Para la preparación del ácido sulfúrico, en este caso a nuestro grupo nos tocó preparar ácido sulfúrico 10g/L. Se tomó en cuenta la pureza del ácido sulfúrico. En este caso es de 98% 10g/L X g/L

98% 100%

X g/L= 10.15g/L. Entonces se pesó en la balanza 10.15 gramos de ácido sulfúrico para diluirlo en un litro de solución.  Para determinar la concentración de ácido libre en la muestra se calcula aplicando la siguiente formula. 𝑔 (𝑔𝑎𝑠𝑡𝑜)(0.0049)(1000) = 𝐿 (𝑣𝑜𝑙. 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) De esta forma calculamos la concentración de ácido libre, para los gastos de 9.2ml y 9.1ml. Para 9.2ml reemplazamos: 𝑔 (9.2𝑥10−3 )(0.0049)(1000) = 𝐿 (5𝑥10−3 ) Para un gasto de 9.2ml la concentración de ácido libre fue de 9.016 g/L

Introducción a la lixiviación Lab.1 Para un gasto de 9.1ml la concentración de ácido libre fue de 8.918 g/L

El consumo de ácido para la primera y segunda valoración fue de 0.984 g/l y para la tercera es de 1.082 g/l  La concentración de ácido libre en la solución problema se determinó de la misma forma que el anterior. 𝑔 (𝑔𝑎𝑠𝑡𝑜)(0.0049)(1000) = 𝐿 (𝑣𝑜𝑙. 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) Los gastos realizados fueron de 1.6ml (un cambio de rojo a anaranjado) y 1.9 ml (cambio de anaranjado a un ligero amarillo).

5. OBSERVACIONES ­

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Se tomó precauciones necesarias para la manipulación del ácido sulfúrico, que como se sabe para una titulación es necesario que este a concentraciones mayores a 98 %. En esta ocasión no pudimos utilizar el potenciómetro, para medir el pH, pero al tratarse de una titulación de un ácido fuerte H2SO4 con una base débil NaCO3 (ac) , el punto de equivalencia (donde termina la reacción), debió estar en un pH acido. El cambio de coloración del indicador fue lento, ya que al tratarse de una base débil, este eleva paulatinamente el pH, por ello no provoca cambios bruscos. Se observó que la muestra problema contenía sulfato de cobre, debido al color azulino, y también por que al momento de titular y agregar un poco de H2O, se varió el pH de modo que pudimos ver una ligera turbulencia (precipitación del cobre). Se identificaron algunos errores crasos en el proceso del experimento, como el que no se haya tomado en cuenta el cambio de color del indicador desde el primer momento.

6. CONCLUSIONES ­

Se pudo concluir que la concentración del ácido real y la de el teórico son casi iguales, presentan un margen de error del 11.4%, este elevado margen de error se debe principalmente a la preparación de las muestras de

Introducción a la lixiviación Lab.1 manera inexacta, y también a que no se tomó en cuenta el viraje del indicador desde el primer cambio.

7. RESOLUCIÓN DEL CUESTIONARIO 7.1.

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En una valoración el punto de equivalencia se alcanza cuando la cantidad de titulante agregado es químicamente equivalente a la cantidad de analito presente en la muestra. Por ejemplo, en la titulación de cloruro de sodio con nitrato de plata el punto de equivalencia se logra después de añadir 1 mol de plata por cada mol de iones cloruro en la muestra

7.2.

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¿Cuál es el fundamento químico en la valoración de un ácido con una base?

¿Qué es el indicador ácido – base? ¿Cuál es el viraje del anaranjado de metilo?

Según Duglas A. Skoog: […]. Un indicador ácido – base es un ácido o una base orgánico débiles cuya forma no disociada tiene un color diferente al de su base o ácido conjugado. (p. 168). Representación Química: 𝐻𝐼𝑛 + 𝐻2 𝑂 → 𝐼𝑛− + 𝐻3 𝑂+ ←

Anaranjado de metilo:

𝐻𝐼𝑛 + 𝐻2 𝑂 → 𝐼𝑛− + 𝐻3 𝑂+ ←

Rojo: pH 3,2

Amarillo: pH 4,4

Punto de equivalencia: Anaranjado, pH 3,46

7.3.

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Puede hacerse un control en el consumo de ácido en una prueba de lixiviación tomando en cuenta el pH

No por qué, para cuantificar la cantidad de ácido consumido tuvimos que cuantificar la acidez, del cual tomando como referencias las valoraciones

Introducción a la lixiviación Lab.1 ácido – Base. Sin embargo al momento de realizar las valoraciones utilizamos indicadores, la cual nos daría una referencia de pH al momento de cambiar de color de su viraje correspondientes

7.4.

¿Qué contiene en el matraz, una vez finalizada la titulación? ¿Qué pH tiene?

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Los componentes que contiene el matraz una vez terminada la titulación, para este caso son básicamente iones hidrogeno (H+), iones sodio (Na+) y iones sulfatos (SO42-).

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El pH al cual se encuentra la solución restante es igual al punto de equivalencia del indicador, el cual es pH 3,46.

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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  Antonio Ballester, L. Felipe, y J. Sancho. Metalurgia Extractiva Volumen I. España (Síntesis) 2008.  Douglas, Skoog, (1993). Química Analítica. Edición 6  Química Inorgánica. Alan G. Sharpe. Reverte. Edición 2. Año 1996.  Arthur I. Vogel. Química Analítica Cualitativa. Inglaterra: Editorial Kapelusz.1983. p. 111-122.