control de arsenico en la metalurgia del cobre - uncp

Upload: samuel-tovar

Post on 05-Apr-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    1/8

    CONTROL DE ARSENICO EN LAMETALURGIA DEL COBRE

    Juan Alberto Gamarra MusaynIngeniero Metalurgista y de Materiales

    Universidad Nacional del Centro del Per Huancayo

    RESUMENLa industria minero-metalrgica consume

    millones de metros cbicos de agua cada ao. Losefluentes de las minas, concentradoras,fundiciones, refineras, otras fbricas y aguas dedesages domsticos e industriales vandirectamente a los ros y lagunas. Esto afecta lacalidad de las aguas disminuyendo el paso de laluz, cambiando el pH o incrementa su efectotxico.

    La materia prima para la obtencin demetales, como el cobre, esta constituido porconcentrados del metal cada vez ms complejosque contienen otros metales pesados, fraccionesde los cuales son volatilizados y recuperadosantes de la planta de cido sulfrico que se instalapara el control del dixido de azufre. Los metalespesados incluyen arsnico, plomo y mercurio,siendo el primero preocupante debido a su aguday crnica toxicidad para los seres humanos yanimales, tanto que es conocido comocancergeno.

    El presente estudio propone una serie deesquemas para el manejo del arsnico contenidoen soluciones de descarte de la industria del cobre(refineras de cobre, lixiviacin de menas y otros)como una alternativa a los procesosconvencionales de cementacin con chatarra dehierro que originaba efluentes con altos contenidosde iones ferroso, protones y metales pesados o laneutralizacin con cal que origina residuosinestables de gran volumen conteniendo metalespesados.

    Finalmente, basados en pruebas

    industriales se recomienda el esquema deprocesos que se inicia con la oxidacin-bsicacontrolada para la precipitacin en presencia dehierro, de arsenatos/antimoniatos de hierro queson separados fcilmente por filtracin. La solucinobtenida, libre de arsnico y otras impurezas sepuede reciclar al proceso o someterse atratamientos complementarios antes de sudeposicin final, disminuyendo su descarga a loscuerpos receptores (ros, lagunas, etc.).

    SUMMARIZE

    Miner Instructs her - metallurgic spend millionof cubic meters of water every year. Mineseffluents, concentric, founding, refineries, anotherfactories and domestic drainages waters and

    industrials go straight to the rivers and lagoons.This affects quality of water them down decreasingthe light's step, changing the pH or increment histoxic effect.

    The raw material in order to the obtaining ofmetals, as the copper, this one once wasconstituted that they contain another heavy metalsin order to for concentrates of the more and moremetal complex, them fractions as are vaporizedand recovered before the sulfuric acid plant that hemoves in before in order to the control of the sulfurdioxide. The heavy metals include arsenic, leadand mercury, being the first preoccupant due to his

    sharp and chronicle toxicity in order to the humanbeings and animals, so much so that he is oncewas known I have a meal cancerigenic.

    Present study proposes a schemata series inorder to the handling of the arsenic in solutionscontained of discarding of the industry of thecopper (copper refineries, ores lixiviation and otherones) as an alternative to the conventionalcementation processes with scrap metal of ironthat I was originating effluents with high contents ofions ferrous, protons and heavy metals or theneutralization with lime that he originates unstablegreat- volume residues containing heavy metals.

    Finally, the processes scheme that is initiatedwith the oxidation recommends industrials itselfbased in tests - basic controlled in order to therainfall in the presence of iron, of arsenates /antimonies of iron than music separate easily forleak. The solution once was obtained, free ofarsenic and it happens to me that anotherimpurities can be recycled to the process or tosubmit to complementary treatments before hisfinal deposition, decreasing thus his unloading tothe receiving bodies (rivers, lagoons, etc.).

    Gamarra, 1de 8

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    2/8

    CAPITULO I

    INVESTIGACINEXPERIMENTAL DEL

    PROBLEMAANLISIS EN LA ELECTROREFINACINSe hace el estudio correspondiente del Arsnico ysu relacin respecto a los otros elementos ycompuestos que forma, con la finalidad de conocersu comportamiento en la solucin electrolticadurante la electrorefinacin y por tanto determinarel proceso adecuado que permita su disminucinen la sangra o solucin efluente.

    El As, Sb y Bi son los elementosque pueden codepositarse juntoselectroqumicamente con el Cu, bajo lascondiciones normales de operacin. Supresencia en el ctodo no es debido a sucodeposicin electroqumica sino debido ala oclusion de lodo y electrolito en el ctodo.

    Pero bajo condiciones anormalesde operacin o en el caso de que el nodoempleado tenga un alto contenido de estoselementos, el ctodo es contaminado tantopor su codeposicin electroqumica comopor su adhesin como lodo flotante.

    LA QUMICA DEL ARSNICO EN SOLUCIONES:CONDICIONES

    Tratamiento de los Efluentes Arsenicales yFijacin de ArsnicoSe presentan algunas consideraciones a tener en

    cuenta durante el estudio:

    El objetivo del tratamiento de losefluentes es la obtencin de un efluentefinal con 0,1 mg/l de Arsnico.

    El Arsnico en los efluentes de las

    Fundiciones se encuentran en el estadotrivalente (As+3) (excepcin: Los efluentesde las Refineras).

    La precipitacin del arsnico

    trivalente con cal genera un precipitado queconsiste de yeso (CaSO4.2H2O) y arsenitode calcio [Ca3(AsO3)2. El arsenito de calciotiene una solubilidad cerca de 200 mg/l.

    La precipitacin del arsnicopentavalente con cal genera un precipitadoque consiste de yeso (CaSO4.2H2O) y

    arseniato de calcio [Ca3(AsO4)2 que tambin

    tiene una solubilidad demasiado alta (2-5mg/1l).

    Para la precipitacin en forma dearseniato se necesita la oxidacin de As3+ aAs5+. La oxidacin del As3+ a As+5 no es

    posible con aire y es muy difcil conoxgeno. Se necesita Cl2 gaseoso operxido (H2O2) El consumo de estosoxidantes es alto y el costo del procesoelevado.

    Los compuestos de arsnico

    (solos) que resultan en una solubilidad dearsnico de 1 mg/l son: Arseniato frrico(FeAsO4.2H2O) y el Trisulfuro de arsnico(As2S3).

    En el caso del arseniato frrico nosolo se necesita un oxidante sino tambin la

    adicin de hierro en una relacin molar deFe/As de 2 a 4.

    Este proceso permite lageneracin de un efluente con 1 mg/l dearsnico de una manera econmicamenteaceptable. Sin embargo, el residuo tieneuna alta solubilidad de arsnico (200 mg/l).Se necesitar depositar el residuo en unaprensa cerrada.

    La precipitacin con sulfuro estecnolgicamente ms atractiva.Econmicamente se necesita resolver elproblema del costo elevado debido alconsumo del sulfuro.

    Conclusiones:

    El requerimiento de la obtencin de unefluente con 0, 1 mg/l de arsnico esfactible.

    La generacin de residuos a partir desoluciones de As3+ con una solubilidad dearsnico de 0,1 mg/l es difcil yeconmicamente significa una carga muygrande.

    Gamarra, 2de 8

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    3/8

    CAPITULO II

    OPCIONES PARA EL CONTROLDE ARSNICO

    MTODOS EXPERIMENTALES DE CONTROLDE ARSNICO

    Si revisamos la literatura hallamos que el mtodoms comn realizado y empleado para el controlde efluentes de Arsnico en plantas cidas defundicin de Cobre es la neutralizacin yprecipitacin como arsenitos y arseniatos, aunqueotros mtodos son tambin algunas veces usados.

    Comnmente el proceso de precipitacin es el ms

    usado e incluye:

    Neutralizacin y Precipitacin como

    arsenitos de calcio: (Ca(AsO2)2 Ca(OH)2) yarseniatos (Ca3(AsO4)2Ca(OH)2). Seguidopor la calcinacin para producir unproducto estable (Ca3(AsO4)2), que sealmacena o entierra.

    Neutralizacin y precipitacin a travs dela adicin de sulfuros para precipitararsnico y otros metales y el cual sontambin procesados para recobrararsnico o retornar a los procesos de

    fundicin. Este proceso es consideradocuando la concentracin y recuperacindel cido dbil es una posibilidad.

    Neutralizacin y precipitacin como

    arsenitos frrico bsico (FeAsO3 xFe(OH)3), y arseniatos (FeAsO4 xFe(OH)3).

    Las tecnologas de absorcin o membrana deseparacin son algunas veces considerados paraaplicaciones muy especficas; aunque algunaspublicaciones sugieren que slo la eliminacinlimitada de arsnico puede ser posible.

    CAPITULO III

    CONTROL DEL ARSNICO PORPRECIPITACIN CONTROLADA

    DE LA ESCORODITA

    En la Universidad McGill, en los ltimoscuatro aos, se ha desarrollado un nuevoproceso para la inmovilizacin de arsnico desdeefluentes metalrgicos y de los polvos dechimeneas, mediante la precipitacin controladade escodorita bajo condiciones de presinatmosfrica. A la fecha, el proceso seha probado exitosamente en ellaboratorio empleando soluciones de cloruro y desulfato conteniendo arsnico, y tambin con polvos

    de As2O3 de obtenidos de las chimenea de hornosde fundicin de cobre. Tambin, se ha probadocon igual xito el arsnico industrial, contenido enlos efluentes de sulfato, de los polvos de un hornode fundicin de cobre.

    INTRODUCCIN

    En la industria extractiva metalrgica noferrosa, el arsnico es el principal contaminanteque cualquier otro reportado en efluentes acuososo es capturado de gases del horno de fundicincomo polvo del tubo de chimenea del trixido de

    arsnico (As2O3) y almacenado. La fijacin dearsnico de efluentes acuosos es actualmentelograda por la precipitacin de arsnico amorfosque lleva hidrxidos de hierro con un alto radiomolar de Fe:As (ms alto que cuatro) o siautoclaves son usadas (como en caso de laoxidacin a presin de oro refractario), por laformacin de escorodita como compuesto(FeAsO4.2H2O). En el caso de los polvos dechimenea As2O3, son almacenados en reasprotegidas.

    Los problemas prcticos asociados con lapresente de eliminacin de arsnico son la

    generacin de grandes volmenes de fangos dehidrxido frrico y de yeso, en la neutralizacin dearsnico de soluciones cidas enriquecidas y laestabilidad a largo plazo de esos fangos. Lapreocupacin ha sido expresada sobre el largoplazo que las fases frricas de hidrxido queeventualmente se transformarn a alfa goethita (-FeOOH), por lo tanto, soltando arsnico alambiente. El almacenado a largo plazo de polvosde chimenea de As2O3 es aun de mayorpreocupacin debido a la solubilidad sumamentealta y la toxicidad del compuesto.

    El arseniato frrico cristalino, conocido

    tambin como mineral natural nombrado comoescodorita (FeAsO4.2H2O), es el transportador

    Gamarra, 3de 8

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    4/8

    alternativo que ha sido propuesto como uncompuesto adecuado para la eliminacin dearsnico debido a su baja solubilidad (tpicamentemenos que 1 ppm de arsnico a pH 5) y sucontenido alto (25-30 % peso) de arsnico. Unaforma a producir escodorita es hidrotrmicamente

    en una autoclave a temperaturas de 150C o msalta. Sin embargo, el uso de autoclaves esinversin de mucho capital, y, por consiguiente, elproceso puede ponerse econmicamente atractivonicamente si la estabilizacin de arsnico puedeser manejada concurrentemente con elprocesamiento de un concentrado valioso(ejemplo, pirita o concentrado de cobre que llevanoro).

    Una forma alternativa para producirescodorita ha sido desarrollada en la universidadMcGill en Canad e implica la cristalizacin apresin ambiental de escorodita y retiro de

    arsnico de sus soluciones enriquecidas porneutralizacin controlada. Este proceso, manejadoa cerca de 90C, requiere una inversin de capitalconsiderablemente inferior y ofrece la versatilidadde no requerir el tratamiento simultneo deconcentrado y es menos dependiente en unproceso a escala (ejemplo, puede ser usada encantidades pequeas o grandes cantidades dedesechos de arsnico).

    INMOVILIZACIN DE ARSNICO A TRAVS DESOBRESATURACIN CONTROLADA

    Cuatro aos atrs, la investigacin fueiniciada en la Universidad McGill con laprecipitacin a presin ambiental y la fijacin dearsnico en forma de escorodita por una estrategianueva de control por sper saturacin. En casitodas las investigaciones previas conducidas bajopresin ambiental, la precipitacin de compuestosde arseniato fue efectuada por la neutralizacindirecta terminal por encima de pH 4.

    Esta neutralizacin relativamente rpida, siembargo, resulta en un sostenido aumento enarsnico y hierro sper saturados en la solucin yun alto radio naciente de pequeos ncleos en

    fase slida. El resultado final es la produccin decompuestos amorfos de hierro-arsnico que sonaparentemente no lo suficientemente estables parasu eliminacin o disposicin segura, si laproporcin molar de hierro a arsnico en lasolucin madre es menos que cuatro.

    En contraste, el mtodo desarrollado en laUniversidad McGill implica una sper saturacincontrolada por una neutralizacin tcnica a fin deevitar la precipitacin de cualquier compuestoamorfo de arsnico. En este caso, la precipitacinde escoradita cristalino es inducida por la adicinde semilla de material de escorodita en la solucin

    enriquecida de arsnico. Luego, la precipitacincontrolada de escorodita es efectuada por la

    neutralizacin prudente en presencia de partculassuspendidas de semilla de escorodita

    Controlando el pH de la solucin (y [As])dentro de los lmites de la regin de trabajo, elcrecimiento de los cristales de escorodita de su

    semilla est asegurado. Por otra parte, si el pH eselevado tambin rpidamente ms all de la lneade sper saturacin crtica, entoncesinstantneamente la nucleacin homognea y laprecipitacin de compuestos amorfos ocurren. ElpH en el cual la nucleacin homognea y laprecipitacin de compuestos amorfos ocurren esllamado pH de induccin y depende de laconcentracin inicial de arsnico en la solucin.Los primeros experimentos de precipitacin deescodorita bajo condiciones de presin ambientalfueron llevados a cabo con soluciones de cloruro.Pues hay indicios que con tales soluciones, el

    proceso podra tener xito; mientras que lostrabajos de precipitacin de jarosite por Dutrizac yJambor observaron que la escorodita cristalinaproducida en un medio de cloruro pero no en unmedio de solucin de sulfato a 97 C y pH debajode 1,5. Ciertamente, en las pruebas de la primeraparte, los cristales de escorodita fueron producidosa 80 - 95 C

    En estos experimentos preliminares, 2 g/I desemilla de escorodita se agreg a las solucionesde arseniato. En el primer experimento, el materialsembrado fue producido de soluciones de nitratoen una autoclave a cerca de 150 C siguiendo un

    mtodo desarrollado por Van Weert y Droppert;ms tarde, la escorodita producida bajo lascondiciones de presin ambiental fue tambinprobado con semillas del mismo material con igualxito. En todos los experimentos con soluciones decloruro, la concentracin inicial de As (V) antes deque cualquier precipitacin fue de 2 g/l, pero laproporcin molar inicial de Fe (III) a As (V) vari deexperimento a experimento de 1:1 hasta 4:1. Noobstante, fue encontrado que una cantidadestequiomtrica de hierro fue suficiente paraprecipitar acerca del 90 % de arsnico a un pHfinal cercano a 1,1. Por encima de ese pH, la

    precipitacin de beta - goethita (-FeOOH)predominantemente tom lugar.

    Con posterioridad a las pruebas en unmedio de cloruro, el difcil sistema de sulfato fueacometido. Como resultado de este trabajo, fuedemostrado para la primera vez que la produccinde escorodita puede ser lograda de soluciones desulfato fuertemente cidas bajo condiciones depresin ambiental y 95 C , tan largas como elcontrol correcto del pH y la semilla usada. Estabatambin determinada que una concentracin desemilla de 50 g/l o ms es necesario para acelerarla cintica de cristalizacin, porque las soluciones

    supersaturadas de sulfato son mucho msestables que las soluciones de cloruro.

    Gamarra, 4de 8

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    5/8

    Ms del 90 % de arsnico fue removido en treshoras en forma de escorodita cristalizada cuandose utiliz el hidrxido de magnesio Mg(OH)2 comoun agente neutralizante.

    El uso de cal apagada Ca(OH)2 en lugar deMg(OH)2 no pareci alterar la cintica del proceso,

    sino que result una gran precipitacin de yesojunto con escorodita cristalina (CaSO4.2H2O).

    Sin embargo, en trminos de la estabilidaddel producto, la escodorita pura precipitadaproducida con Mg(OH)2 resultado ser ligeramentems estable que las mezclas de escodorita y elyeso producidas con Ca(OH)2, [TCLP solubilidadde 0,7 ppm de arsnico producida con Mg(OH)2,versus los 1,5 ppm de arsnico para las mezclasde escodorita - yeso producidas con Ca(OH)2.

    Despus de descubrir que era posibleproducir escodorita de soluciones de H2SO4 de Fe(III) - As (V), la conversin de los polvos de trixido

    de arsnico del tubo de chimenea del horno defundicin en escodorita estable fue investigada.Este trabajo condujo a la elaboracin de unesquema de proceso que involucra la disolucindel trixido de arsnico (As2O3) en una solucincida dbil (H2SO4), una oxidacin de As (III) poragua oxigenada (H2O2), y la precipitacin deescodorita por neutralizacin controlada despusque el sulfato frrico Fe2(SO4)3.xH2O y la semilla deescorodita se ha agregado. (Figura 1).

    Se ha encontrado que las altas temperaturasen el rango de 90 - 100 C es esencial para ladisolucin rpida de As2O3, puesto que la

    solubilidad de As2O3 aumenta dramticamente de12 g/l en 25 C para 114,5 g/l en 100 C.Respecto al efecto del medio cido a uno neutropara moderar la solucin cida parece ser el medioptimo para la disolucin del As2O3. El cidoarsenioso (H3AsO3), que es la forma disuelta delAs2O3, se encontr que es fcilmente oxidada acido arsnico (H3AsO4) por la adicin lenta deH2O2, (el tiempo total de reaccin es alrededor de20 minutos).

    Adems, se observ que la proporcin deoxidacin de As (III) se control por adicinproporcional de H2O2, pues las cantidades

    estequiomtricas de H2O2 fueron suficientes paraoxidar a todo el As (III). En los subsiguientesexperimentos de precipitacin, los sedimentosestables de escorodita fueron exitosamenteproducidos de soluciones sembradas de arseniatoconteniendo hasta 100 g/l de As (V) disuelto por la

    neutralizacin controlada con Mg(OH)2.

    Por supuesto, previo a la precipitacin lasolucin de arseniato tuvo que ser impedido con

    Fe2(SO4)3 hasta una proporcin molar de Fe:As de

    1,1 1,2. En este trabajo, esto fue tambindemostrado que el - FeOOH puede ser utilizado

    como una fuente de hierro en lugar de Fe2(SO4)3.Este proceso fue probado en un modo

    preliminar a escala de laboratorio con el polvo de

    As2O3 industrial almacenado y suministrado por

    una compaa de fundicin de oro/cobre. Losresultados fueron muy alentadores, con casi el 90% de arsnico removido en forma de escoroditacristalina en un tiempo de precipitacin de cuatrohoras.

    PRUEBAS CON EFLUENTES INDUSTRIALES

    Despus de las exitosas pruebas delaboratorio, el proceso de inmovilizacin delarsnico a presin ambiental fue probado en unafundicin de cobre para el tratamiento del efluentecido de la planta que contena cerca de 10 g/I As

    (III), 25 g/I, H2SO4, y pequeas cantidades de

    cobre (0,3 g/l), hierro (0,1 g/l), y cinc (0,1 g/l). Elmtodo experimental implic la oxidacin del As

    (III) con 30% peso por volumen de H2O2:

    H3AsO3(aq) + H202(aq)

    H3AsO4(aq) + H2O (1)

    seguida por la adicin de Fe2(SO4)3 para una

    proporcin molar de Fe:As de 1,11,2 yneutralizacin para precipitar la escodorita

    2H3AsO4(aq)+Fe2(SO4)(aq)2FeAsO4.2H2O(s) +

    3H2SO4(aq) (Eq.2)

    H2SO4(aq)+Mg(OH)2(s)MgSO4(aq)+2H2O(Eq.3)

    Como est indicado en la reaccin 3, un

    agente neutralizante probado fue el Mg(OH)2. Sin

    embargo, la mayor parte de las pruebas fueron

    llevadas a cabo con Ca(OH)2, que produjo yeso

    H2SO4(aq)+Ca(OH)2(s)CaSO4.2H2O (Eq.4)

    Gamarra, 5de 8

    pH=1.5; 0.1 g/l As(v)

    pH=1.0; 1 g/l As(v)

    pH=0.5;10 g/l As(v)

    50 g/l As(V)

    DisolucinDisolucin

    As(III)oxidacinAs(III)

    oxidacin

    1ra etapa deprecipitacin1ra etapa de

    precipitacin

    2da etapa deprecipitacin2da etapa de

    precipitacin

    3ra etapa deprecipitacin3ra etapa deprecipitacin

    FinalpurificacinFinal

    purificacin

    AS2O

    3

    cido dbil

    H2O

    2

    H2SO

    4

    MgOFe

    2(SO

    4)

    3

    Semillas deescodoritareciclado

    MgO

    MgO

    CaO

    50 g/l As(III)

    pH=4.0; 1 ppm As(v)

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    6/8

    Figura 1. Un diagrama conceptual para laconversin del trixido de arsnico a e escodoritacristalina. Condiciones: 95 C y 1,21 de proporcinmolar de Fe:As.

    La cal o la caliza se prefiere industrialmentepor su bajo costo. La prueba fue efectuada a 85-

    89 C . Nuevamente, la prueba con Ca(OH)2 fue

    exitosa, y la escodorita cristalina fue producida en

    todas las pruebas.La oxidacin in situ del As (III) por el H2O2 fue

    algo ms lento que con soluciones sintticashechas en el laboratorio (As, el tiempo dereaccin fue cerca de 30 minutos en lugar de 20minutos). Tambin, con un exceso de perxido deal menos 30% ms que la cantidadestequiomtrica requerida se encontr que eranecesaria para la oxidacin efectiva de todo elAs(III). Estos efectos adversos fueron atribuidos a

    la presencia del gas SO2 disuelto en el efluente,

    que reacciona con H2O2 para formar H2SO4, y la

    presencia de slidos finos en el efluente, queaparentemente puede catalizar la descomposicinde perxido a agua y gas oxgeno.

    La precipitacin de escodorita tambin pareceser algo ms lenta con el efluente industrial quecon soluciones de laboratorio. En general, untiempo de precipitacin de cuatro horas fuenecesario para remover ms del 90% del arsnicoen forma de escodorita. La cintica ms lenta fueatribuida a la temperatura inferior empleada (85 Ccontra 95 C) y la falta de control fidedigno del pHes una caracterstica crtica para obtenerresultados ptimos con este proceso. La semilla

    concentrada requerida para la precipitacineficiente de la escodorita fue determinada en cerca

    de 50 g/l o ms. No obstante, reciclando lasmezclas de escodorita y yeso se encontr que sonigualmente efectivas como material de sembrado.

    En trminos de la estabilidad del producto, los

    precipitados producidos ya sea con Mg(OH)2

    Ca(OH)2 se encontr que eran muy estables,

    liberando en promedio 1,5 ppm de arsnicocuando est supeditado a las pruebas delixiviacin del TCLP (esos rangos de valoresactualmente se extendieron de 0,5 a 2,2 ppm dearsnico). Estos niveles de concentracin estnmuy por debajo del lmite corriente de toxicidad de5 ppm. Adems de la buena estabilidad, losslidos producidos presentan buenas propiedadesde sedimentacin y filtracin.

    Se ha diseado un diagrama de fabricacinen funcin a los resultados in situ probados (Figura6). Segn el diagrama de tratamiento, el efluenteprimero est supeditado a una aeracin para quitar

    cualquier gas de SO2 disuelto para reducir el

    consumo de H2O2 en el siguiente paso de

    oxidacin. La oxidacin es completa a 90C con

    50% en peso por volumen de H2O2 para un tiempo

    total de retencin de 30 minutos.Luego de completada la oxidacin de la solucinesta es bombeada a un circuito de dos etapas parala precipitacin de la escodorita. En este circuito, elsulfato frrico se agrega en una proporcinestequiomtrica para arsnico conjuntamente consemilla reciclada de escodorita /yeso. Se haestimado un tiempo de retencin de cuatro a seis

    horas como necesario para la extraccin del 95%de arsnico en forma de escodorita cristalino por laneutralizacin controlada con cal apagada a 90C.La caliza tambin puede ser utilizada como unabase en el circuito de precipitacin de laescodorita, reduciendo as el costo operativo delproceso. La lechada resultante puede serespesada a un 50% de slidos o preferentementefiltrada a un 80% de slidos por peso antes de sudescarga.

    Parte del queque filtrado es reciclado para alprimer tanque de precipitacin de la escodorita,donde la concentracin de la semilla de escorodita

    debe ser mantenida en un mnimo de 50 g/l. Elfiltrado es bombeado a la etapa de refinado, dondeel resto del arsnico es precipitado a un pH 3 oms alto, como hidrxido de arseniato amorfo que,despus de espesarse a cerca de un 10% peso deslidos, es reciclado al circuito de precipitacin deescorodita. De esta manera, todo arsnicoingresado con el efluente de la planta detratamiento es efectivamente inmovilizado yremovido como escorodita cristalina. El licorneutralizado libre de arsnico puede ser tratadopara la recuperacin de su contenido de metal(ejemplo el cobre), reciclado a la planta para otros

    usos, o incluso descargado al ambiente despus

    Gamarra, 6de 8

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    7/8

    de una fuerte neutralizacin que ocurre a un pH decasi 9 con cal apagada.

    PERSPECTIVA ECONMICA

    En un estudio de factibilidad preliminar sali a

    la vista que el proceso es muy competitivo entrminos del costo capital. Las empresas

    principales son asociadas con el uso de Fe2(SO4)3

    (60 % del costo operativo) y H2O2 (20% del costo

    operativo). El hecho que el costo de sulfato frricoy el agua oxigenada constituyen la especialidad enparte del costo operativo de la presin ambiental elproceso, la inmovilizacin de arsnico haencabezado para las ideas de reemplazar estosreactivos con otro menos costoso.

    Una alternativa particularmente atractiva es eluso de residuos de hierro de otras industriasmetalrgicas (ejemplo la goetita de plantas de cincque usan el proceso Goetita) como un substituto

    para Fe2(SO4)3. Goetita ya no ha sido probado y

    nico provee una fuente excelente de hierro, perotambin reduce los requisitos bajo necesitadospara la neutralizacin del cido generado en laprecipitacin del escorodita y, por lo tanto, lascantidades de yeso producido. El costo deresiduos de hierro (principalmente debido altransporte).

    PRUEBAS DE PRECIPITACIN

    PRUEBA N 1

    FECHA: 20 /05/ 02

    HORA: 12:00

    N Lab. Material Cu H2SO4 As Sb Bi Pb Ni Zn Fe pH H2O

    157 Sol. Inicial: g/L 71,3 138,0 7,9 0,42 76,0* 27,0* 2,7 0,13 2,5 1,19

    156 Sol. final: g/L 149,4 0,10 1,3 0,08 6,5 6,2 2,6 0,14 2,0 1,80

    158 Queque: % 34,5

  • 7/31/2019 Control de Arsenico en La Metalurgia Del Cobre - Uncp

    8/8

    La autoridad reguladora ha reconocido estostratamientos y han promulgado regulaciones paracontrolar los niveles de arsnico en estos efluentesentre 0,1 y 0,5 mg/l. Numerosos investigadores enlos ltimos 25 aos han estudiado procesos parauna remocin efectiva de arsnico de estos

    efluentes mientras producen productos establespara su disposicin.

    Los volmenes de trabajo presentados hanenfocado sobre las tcnicas de precipitacin haciala produccin de residuos estable mientras seencuentran los requerimientos para efluentes decalidad.

    Muchos de estos trabajos han estudiado laprecipitacin de arseniatos como sales de calcio osales frricas. Algunos trabajos han sidoreportados sobre la precipitacin de arsenitos omezclas de arsenitos y arseniatos. Los afluentes

    de la Planta cida de Fundicin de Cobre tpica ypredominantemente contienen arsenitos conalgunos arseniatos tambin presentes.

    BIBLIOGRAFIA

    1. G.B. Harris and E. Hrausse, The Disposalof Arsenic from Metallurgical Processes:Its Status Regarding Ferric Arsenate(TMS 1993), pp 1221-1237.

    2. G.P. Demopoulos, D.J. Droppert, and G.Van Weert, (Precipitation of Crystalline

    Scorodite (FeAsO4.2H2O) 1995, pp 245-261

    3. G. B. HARRIS and E. KRAUSE, Thedisposal of arsenic from metallurgicalprocesses: Its status regarding ferricarsenate, Extractive metallurgy of copper,Nickel and Cobalt, Volume 1: FundamentalAspects, R.G. REDDY AND R.N.WEIZENBACH, EDS, TMS,WARRENDALE, PA, USA, 1993.

    4. T. NISHIMURA, Q. WANG and Y.UMETSU, Removal of arsenic fromprocess liquors by oxidation of iron (ii),

    arsenic (iii) and sulphur (iv) with oxygen,Proceedings of the Second InternationalSymposium on Iron Control inHydrometallurgy, CIM, Montreal, Ottawa,Canada, 1996.

    Gamarra, 8de 8