Purificación y electrodeposición de cobre a partir del lixiviado de la empresa Ferroquímica S.R.L. para obtener cobre electrolítico a nivel laboratorio - Chamorro Camasca, Godwin (2011)
La Empresa FERROQUIMICA S.R.L. desarrolla la lixiviación del mineral oxidado en medio ácido por bateas inundadas que genera una solución de sulfato cúprico, con un ciclo de lixiviación normalmente de doce días, alcanzando así una recuperación del 80 % de cobre. A partir de esta solución se realiza la precipitación con metales por un intercambio iónico utilizando chatarra de fierro, obteniendo así cemento de cobre a 82 % y 16% de fierro. El cemento de cobre muestra problemas en la calidad del producto porque en la composición química presenta exceso de fierro debido a esto son comercializados a $ 8 200 ton y en algunos casos los lotes de cemento de cobre son rechazados por las empresas que compran del producto. Por ello se propone una alternativa que remplace la cementación por el cual el objetivo del trabajo de investigación es la purificación y electrodeposición de cobre a partir del lixiviado de la empresa FERROQUIMICA S.R.L. para obtener cobre electrolítico, mejorando así la calidad del producto. Para ello se analizó las características de la solución lixiviante proveniente de la empresa y se determinó los parámetros óptimos con los que debe operar el proceso de purificación y electrodeposición para disminuir la cantidad de fierro que determina la baja calidad del producto final. El diseño experimental empleado es el factorial de 22 (dos factores con dos niveles de variación) con tres repeticiones para los dos procesos. La muestra para la purificación fue tomada de una poza de lixiviación de la empresa con una capacidad de 3 500 litros de solución lixiviada realizando un muestreo sistemático aleatorio. Como la electrodeposición depende del proceso de purificación, la muestra fue tomada de acuerdo al mejor parámetro óptimo encontrado en la purificación. Encontrándose en su composición química cobre 12,29 g/L, fierro 1,45 g/L, carbonatos 0,077 g/L y silicatos 0,28 g/L, La optimización de 1500 mL solución lixiviada se realizó mediante pruebas experimentales a nivel laboratorio en el equipo de purificación teniendo como variables independientes a la temperatura (50 y 60) ºC y pH (8 y 10), para la purificación del lixiviado se realizó la separación de carbonatos y silicatos por decantación y para la separación de fierro se óxido el ión ferroso a ión férrico utilizado ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno (H2O2) y se precipitó con hidróxido de amonio (NH3OH) formándose tetraaminocuprato. Esta solución es analizada por espectrofotometría UV – visible, encontrando 11,798 % de cobre y 0,093 % de fierro a un pH de 10 y una temperatura de 60 ºC.Esta solución purificada óptima se mantiene constante para realizar la electrodeposición. La solución purificada óptima es acidificada a un pH de 0,8 para adecuar su conductividad eléctrica en el proceso de electrodeposición, los electrodos son colocados en la celda con una separación de 1 cm entre cátodos y ánodos, tomando en cuenta las variables independientes de densidad catódica (141,34 y 188,45) A/m2 y tiempo de (1 y 2) horas. Se analizó la composición química a la salida del proceso de electrodeposición por espectrofotometría UV – visible por diferencia de concentraciones se halló la composición del producto catódico depositado obteniendo 10,690 g de cobre y 0,043 g de fierro, a una densidad catódica de 141,34 A/m2 y un tiempo de 2 horas, con una pureza de cobre al 99,599 %. Finalmente se propone a la empresa cambiar su proceso de cementación por el proceso de purificación y electrodeposición para obtener cobre de mayor pureza, para su comercialización según el precio del mercado internacional de $10 000 ton y así logrando mejorar la rentabilidad de la empresa.