EXTRACCIÓN DE METALES DE SOLUCIONES

DE PROCESOS METALÚRGICOS, Y APLICACIÓN

EN LA PREPARACIÓN DE NANOMATERIALES

María Guadalupe Sánchez Loredo, Universidad Autónoma de San

Luis Potosí, México, msanchez@uaslp.mx

Refinería electrolítica de zinc

Eliminación de Fe(III)

Curso general de la Planta Electrolítica

de Zinc de IMMSA en San Luis Potosí

Precipitación de jarosita:

ácido libre 40 g/L, 30 g/L

Fetotal (0.1- 0.5 g/L Fe(II)

Se envía a la presa de

jarosita, el agua contiene

metales que pueden ser

separados por extracción

líquido-líquido

Composición de muestra de agua de la presa

Zn

g/L

Cd

g/L

Fe

ppm

Cu

ppm

As

ppm

SiO2

ppm

Co

ppm

Mn

ppm

Ca

ppm

Mg

ppm

17.36 1.047 1170 427 420 218.8 - - 668 -

Extracción líquido-líquido

http://www.sxkinetics.com/technology.htm

RO

P

RO

O

O

O

P

O

OR

ORH

H

Extractantes ácidos (intercambiadores catiónicos líquidos):

Mn+ + nHA(org) = MAn(org) + nH+

Muy usado es el ácido bis-(2-etilhexil)fosfórico,

D2EHPA

Extracción

Stripping

Extracción líquido-líquido

Extracción líquido-líquido

% de extracción de metales. D2EHPA (20 % en keroseno, O/A=1)

pH Zn, % Cd, % Fe, % Cu, %

1.8 12.18 2.63 97.30 4.44

2.5 37.18 5.17 99.76 7.82

3.3 65.83 7.34 99.88 19.66

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 4 8 12 16 20 24 28

[Zn

(org

)], g

/L

[Zn(ac)], g/L

Isoterma de McCabe-Thiele

Extracción de zinc (D2EHPA

20 % en Escaid 110), pH 3

Acuoso, 12 mL/min, 21.5 g/L Zn

Orgánico, 24 mL/min

Acuoso, 12 mL/min

21.5 g/L Zn

Orgánico, 24 mL/min

10.25 g/L Zn

0.46 g/L Zn

Rafinado, 24 mL/min, 0.7 g/L Zn

Rafinado 2

12 mL/min

1.36 g/L Zn

Rafinado 1

12 mL/min

0.075 g/L Zn

7.13 g/L Zn

13.65 g/L Zn

Orgánico, 48 mL/min, 10.39 g/L Zn

1.0 g/L Zn

O/A=2/1, mezclador 180 mL, asentador 620 mL

Extracción de zinc de agua de la presa de jarosita con D2EHPA al 20% en

keroseno, contenido de zinc inicial de 21.5 g/L

Alternativas al despojo convencional

A partir de la extracción líquido-líquido se obtienen materiales de composición

y microestructura controladas

Sin embargo, la precipitación se usa poco a nivel industrial:

Reducción de oro en MIBC con Fe° (MRR, producto impuro)

Reducción de oro en DBC con ácido oxálico (INCO, producto puro)

Reducción de osmio en cationes de alquil o arilamonio, y de rutenio en

difeniltiourea y 2,4-difeniltiosemicarbazida con hidrazina (DEGUSSA AG)

Hasenpusch (1987), Chemie für Labor und Betrieb, 38. Jhg., 9, 454

Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-

phase liquid–liquid system

Mathias Brust, Merryl Walker, Donald Bethell, David J. Schiffrin and Robin Whyman, Journal

of the Chemical Society, Chemical Communications, 1994, (7), 801-802

Alternativas al despojo convencional

“Using two-phase (water–

toluene) reduction of AuCl4– by

sodium borohydride in the

presence of an alkanethiol,

solutions of 1–3 nm gold

particles bearing a surface

coating of thiol have been

prepared and characterised; this

novel material can be handled

as a simple chemical compound”

Concentración de extractante,

mol/L Area, nm2 StdDev Diámetro, nm

0.05 133.4 39 6.5

0.1 150.8 33.8 7.1

0.2 165.2 36.5 7.3

Preparación de nanopartículas de sulfuro de zinc de soluciones de D2EHPA, comouna opción para el despojo de la fase orgánica ([(NH4)2S = 0.1 M)

Tamaño de partícula

Alternativas al despojo convencional

Despojo precipitante de sulfuro de zinc de soluciones de D2EHPA

300 350 400 450 500 5500.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

391.7 nm

Abso

rban

ce, a.

u.

, nm

Alternativas al despojo convencional

CdS from Cyanex®

272 in kerosene,

dispersion

Sánchez et al., ISEC 2008

Ag from Cyanex®

471x in p-xylene,

dispersion

Extracción de oro con D-oC con una membrana líquida de bulto, despojo con NaBH4

M.G. Sánchez-Loredo, M. Grote, ISEC 2014

Alternativas al despojo convencional

CH(CS H2)9 3N N

C

NN

HN

N N

N

R

S (CH2)9 CH3

Cl-

Ox.+

(1) alimentación, (2) despojo

Agradecimientos

Al Sistema Regional Miguel Hidalgo (SIHGO-CONACYT 19980205011), al

Fondo de Apoyo a la Investigación (UASLP) y al Grupo México, S.A. de C.V.

Se agradece al Dr. N. Cayetano (IPICyT) el apoyo para la obtención de las

imágenes de microscopía electrónica de transmisión.

Al CYTED