Generación de ion ferroso a partir de la lixiviación de las colas de flotación de minerales de cobre

Abstract

En la industria metalúrgica del Cobre se generan gran cantidad de desechos, entre los cuales se encuentran las colas de flotación provenientes del proceso de concentración de minerales. Otro desecho importante es la solución agotada del medio de cultivo que se obtiene al final del ciclo de crecimiento de bacterias para biolixiviación. Estos materiales presentan un contenido de hierro que podría ser aprovechado por la misma industria. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la concentración de ácido sulfúrico y de la temperatura en la generación de ion ferroso (Fe+2) a partir de la lixiviación de las colas de flotación de minerales de Cobre. Las colas de flotación y el caldo agotado de un biorreactor se obtuvieron de la mina “La Caridad” ubicada en el municipio de Nacozari de García, Sonora. La experimentación de la lixiviación se realizó en un reactor de tipo batch de 500 mL con un control de temperatura y una agitación mecánica, utilizando una proporción de 25% sólido (colas de flotación) y 75% líquido (solución lixiviante). Como solución lixiviante se utilizaron: a) el caldo agotado del biorreactor, b) una solución sintética de sulfato férrico y c) una solución de H2SO4 1.0M. Primeramente se varió la concentración de ácido sulfúrico a 0.1, 0.5, 1.0 y 2.0M a una temperatura de 30°C. Se observó que en la concentración mayor de ácido sulfúrico (2.0M), se obtiene la mayor generación de Fe2+. Utilizando una concentración de H2SO4 1.0M se analizó el efecto de la temperatura a 30, 40, 50 y 60°C. Los resultados mostraron que la generación de Fe2+ aumenta proporcionalmente con el aumento de la temperatura. Adicionalmente, la lixiviación de colas de flotación utilizando caldo agotado en medio ácido y temperatura entre 50 y 60°C permite generar soluciones con concentraciones de hasta 3.01 g/L de Fe2+. Los datos experimentales relativos a la cinética de la generación de Fe2+ se ajustaron razonablemente con la ecuación de rapidez de reacción que considera como etapa controlante a la difusión a través de la fase sólida. Finalmente, se determinó que la energía de activación para la generación de Fe2+ tiene valores de: 28.2 kJ/mol con caldo agotado, 53.5 kJ/mol con solución sintética.