Estudio de la lixiviación de polvos producidos en la fundición de concentrados de cobre

Abstract

En el proceso de fundición de concentrados de cobre la mayoría de las impurezas se separan en la escoria y en los gases de salida. Los gases de salida de los hornos arrastran polvos que contienen principalmente cobre, fierro, arsénico, zinc, aluminio, sílice, etc. Estos polvos comúnmente son recirculados al circuito de fundición, ocasionando que las impurezas vayan concentrándose día a día. El arsénico es una de las principales impurezas presente en los polvos. Esta impureza disminuye la calidad del cobre producido, además de ser un agente contaminante del medio ambiente. El presente estudio se realizó con una muestra de polvos provenientes de Compañía Mexicana de Cobre, S. A., originados en el horno de fusión instantánea outokumpu, con el cual ellos operan. Estos polvos primeramente se caracterizaron por absorción atómica en tres laboratorios diferentes para conocer la cantidad de cobre, fierro y arsénico dando un promedio de 29.18, 11.236 y 1.64% respectivamente. Mediante una lixiviación de los polvos con soluciones de hidróxido de sodio se solubilizó un 83.33% del arsénico, mientras que el cobre y el fierro permanecieron en el residuo sólido. En este trabajo de lixiviación las variables analizadas fueron las siguientes: velocidad de agitación, temperatura, concentración del agente lixiviante, relación sólido-líquido y tipo de atmósfera. Se tomaron varios niveles para cada variable y se desarrollaron los experimentos cinéticos manteniendo fijas las demás. Finalmente se observó que las variables que tuvieron un efecto más significativo fueron la concentración del agente lixiviante, concentración del oxígeno presente en la solución y la temperatura. A un aumento de cada una de estas variables correspondió un aumentó en la cantidad de arsénico lixiviado. Adicionalmente, se probaron algunos modelos cinéticos, siendo el modelo de difusión a través de la capa de producto el que mejor se ajustó. Finalmente se determinó la energía de activación asociada a este proceso encontrándose un valor de 5.65 Kcal/mol para las condiciones estudiadas, siendo éste un valor congruente con el modelo propuesto.