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hidrometalurgiaTRANSCRIPT
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7/18/2019 Cinetica de Precipitacion [Unlocked by Www.freemypdf.com]
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UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL
ESTADO DE HIDALGOINSTITUTO DE CIENClAS BSICAS E INGENIERA
REA ACADMICA DE MATERIALES Y METALURGIA
"CINTICA DE PRECIPITACIN DE PLATA Y ORO EN
LOS SISTEMAS Ag-CN -S2O42--O2y Au-S2O3
2-- S2O4-2-O2
APLICABILIDAD EN EFLUENTES INDUSTRIALES"
QUE PARA OBTENER EL GRADO DEDOCTOR EN CIENCIAS DE LOS MATERIALES
PRESENTA
Guillermo Jurez Lpez
DIRECTORES DE TESISDr. Isauro Rivera Landero
Dr. Francisco Patino Cardona
Agosto 2007
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AGRADECIMIENTOS
GR DECIMIENTOS
A la Universidad Autnoma del estado de Hidalgo y al instituto deCiencias Bsicas e Ingenieras (ICBI), pero en especial al reaAcadmica de Materiales y Metalurgia (AAMyM) por otorgarme una vezms la oportunidad de crecer en el mbito profesional, con la realizacin demis estudios doctorales.
Al Consejo nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACYT) por el soportefinanciero otorgado durante la realizacin de mis estudios de doctorado atravs de la BECA-CONACYT.
En especial a mis directores de Tesis Dr. Isauro Rivera Landero y Dr.Francisco Patio Cardona, por otorgarme la oportunidad de conocerlos
profesionalmente, por compartir sus conocimientos, confianza y apoyo, perosobre todo, por su profesionalismo para la realizacin de este trabajodoctoral, MIL GRACIAS.
A la Compaa Real del monte y Pachuca S. A. de C. V. en especial alING. Jos Luis Sols Flores director de operaciones planta BeneficioLoreto, por permitir la realizacin de los anlisis en sus laboratorios de
espectrofotometra de Absorcin Atmica.
Al Qumico Martn Alamilla, por todo tu apoyo y paciencia para larealizacin de los anlisis por espectrofotometra de Absorcin Atmica einterpretacin de los resultados, as como de las sugerencias para eldesarrollo de la parte experimental. Mil gracias
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AGRADECIMIENTOS
A todos los profesores y personal de servicios tcnicos que conforman el
AAMyM, por su apoyo para la realizacin de esta tesis doctoral.
En forma muy especial, a mi Esposa Beatriz, mis hijos Luis Guillermo yJess Aarn, por que ellos son el motivo y la razn de alcanzar esta metaque se vea insuperada, por su paciencia, comprensin y motivacin les dedicoeste trabajo con todo mi amor y cario. LOS QUIERO.
A mis cuadas Elvia, Olga, Gris, asi como a Ricardo y Jos Luis que enforma incondicional me apoyaron con su entusiasmo que me proyectaron paraconcluir este trabajo. Gracias por contar con todos ustedes en cada momentode mi vida.
A mis Padres, Melitn () y Aurelia, que me dieron la vida y esperanzapara poder seguir adelante en este cansado trayecto.
A mis suegros Daro y Ma. De la Luz por entender y comprender estecamino, pero sobre todo, gracias por soportarme y compartir con ustedes estosmomentos de mi vida.
A mis hermanos Jaime, Virginia, Melitn, Javier y Cristina por creer enmi.
A todos mis sobrinos, por motivarme en la realizacin de este trabajo.
A mis amigos: Magdalena () Erika, Yemi, Lety, Ral Barrientos, Josde Jess Canales, Ivn Alonso, Moy, Emiliano, ngel, Laura, Miguel yMartn, por brindarme su amistad.
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AGRADECIMIENTOS
A todos mis compaeros del grupo de Doctorado en materiales y metalurgia,
por su amistad y por compartir esas horas en el laboratorio,
Y a todos aquellos que de una forma directa e indirecta hicieron que estetrabajo doctoral se desarrollara en forma exitosa, gracias a todos ellos.
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RESUMEN
i
RESUMEN
La recuperacin de Ag y Au a partir de soluciones agotadas provenientes de la
industria minero metalrgica, es considerada importante desde el punto de vista
ecolgico, econmico y de control ambiental. En la actualidad, estos metales son
parcialmente recuperados por procesos convencionales, que en general presentan
serios problemas, como: tcnicos por bajas recuperaciones y metales contaminados;
econmicos por ser procesos demasiado caros para pequeos y medianos
generadores y ambientales ya que generan residuos altamente peligrosos puesto
que no cumplen con las normas internacionales del medio ambiente. Como una
alternativa a estos procesos, en el presente trabajo se propone recuperar Ag y Au
mediante precipitacin qumica, utilizando un agente reductor como es el Na2S2O4.
Para tal efecto, se estudia la naturaleza de reaccin en los sistemas Ag-CN--S2O42--O2y
Au-S2O32--S2O4
2--O2, obteniendo la estequiometra de la reaccin y realizando un
exhaustivo estudio cintico para cada sistema. Los resultados obtenidos, muestran
que la precipitacin de ambos metales es factible en tiempos cortos (25 min.). Las
condiciones ptimas de recuperacin para Ag son: [Na2S2O4]= 20 gL-1, [NaCN]= 4gL-1,
pH= 11, temperatura= 25 C, velocidad de agitacin= 500 min -1y [Ag]= 3 gL-1, mientras
que para Au son [Na2S2O4]= 1 gL-1, [Na2S2O3]= 30 gL-
1, pH= 6, temperatura= 25 C,
velocidad de agitacin= 500 min-1y [Au]= 0.25 Gl-1. El estudio cintico muestra que la
velocidad de precipitacin de Ag presenta un n= 2 con respecto a la [Na2S2O4], n= -1.1
con respecto a la [CN], n= 0.1842 con respecto a la [Ag], mientras que la energa de
activacin presenta un valor de Ea= 65.07 KJ mol"1, lo que indica que la reaccin de
precipitacin de Ag esta controlada por la propia reaccin qumica. Por otro lado, el
estudio cintico para Au presenta un n= 0.446 con respecto a la [Na2S2O4], n= -0.8 con
respecto a la [Na2S2 O3], n= 0.81 con respecto a [Au], as como Ea= 32.57 KJ mol-1
indicando que la reaccin de precipitacin de Au es llevada por control mixto,
tendiendo a un control qumico. La estequiometra para cada sistema es: S2O42-
(aq) + 4OH-
(aq) + 2[Ag(CN)2]-(aq) 2Ag
0(s) + 4CN-(aq) + 2SO3
2-(aq) + 2H2O y 2[Au(S2O3)2]
3-(aq) + S2O4
2-(aq) +
4OH -(aq) Au0
(s)+ 2SO32-
3(aq) + 4S2O32-
(aq) + 2H2O.
Es importante sealar, que la recuperacin para Ag y Au en los sistemas estudiados es
superior al 99.2%, con una pureza del 99.8% para Ag y 99.05% para Au, lo que
confirma la viabilidad del proceso propuesto.
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ABSTRACT
ii
ABSTRACT
Ag and Au recovery from waste solutions from mining metallurgy industry is
considered very important from the ecological, economical and environmental control
points of view. Actually, these precious metals are partially recovered by
conventional processes, that in a general manner present serious technical problems
due to low recoveries and the presence of contaminant metals; economical problems
because are very expensive processes for small and medium producers; and
environmental problems due these yield wastes very dangerous because are out of
international environmental regulations. As an alternative for these kind of processes, in
the present work is proposed the recovery of Ag and Au by chemical precipitation,
using a redactor reagent such is the Na2S2O4. For this propose, reaction nature in the
systems Ag CN- - S2O42- - O2 and Au - S2O3
2- - S2O42- - O2 is studied, getting so the
stoichiometrys reaction and doing an exhaustive kinetics study for each system. The
obtained results show that precipitation of both metals is possible with short times (25
minutes). The optimum experimental conditions for silver recovery are [Na2S2O4] = 20
g-L-1, [NaCN] = 4 g L-1, pH = 11, Temperature = 25 C, Stirring Rate = 500 min-1 and [Ag]
= 3 g L-1; while for the Au are [Na2S2O4] = 1 g L-1, [Na2S2O3] =30 g L
-1, pH = 6, Temperature
= 25 C, Stirring Rate = 500 min -1 and [Au] = 0.25 g L-1. Kinetics study shows that
precipitation rate for Ag presents a reaction order of 2 (n = 2) with respect to
[Na2S2O4], n = -1.1 with respect to [CN], n = 0.1842 with respect to [Ag], while activation
energy presents a value of Ea= 65.07 KJ mol-1, which are indicative that reaction of Ag
precipitation is controlled by the proper chemical reaction. By the other hand, the
kinetics study for Au presents a n = 0.446 with respect to [Na2S2O4], n = -0.8 with
respect to [Na2S2O3], n = 0.81 with respect to [Au], and an Ea = 32.57 KJ mol-1
indicating this that reaction of Au precipitation is by combined control, tending to achemical control. The stoichiometry for each system is: S2O4
2-(aq) + 4OH
- (aq) +
2[Ag(CN)2]-(aq) 2Ag
0(s) + 4CN-(aq) + 2SO3
2-(aq) + 2H2O y 2[Au(S2O3)2]
3-(aq) + S2O4
2-(aq) +
4OH -(aq) Au0
(s)+ 2SO32-
3(aq) + 4S2O32-
(aq) + 2H2O.
It is important to point that recovery for Ag and Au in the studied systems is higher
that 99.2%, with a purity of 99.8 % for Ag and 99.05 % for Au, which confirm that the
proposed process is possible.
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CONTENIDO
iii
CONTENIDO
Pgina
AgradecimientosResumen............................................................................................................... iAbstract ............................................................................................................... i indice..................................................................................................................... iiiLista de figuras.................................................................................................... vLista de tablas ..................................................................................................... viii
I INTRODUCCIN................................................................................................... 1
II ANTECEDENTES................................................................................................. ... 4
2.1 Generalidades ........................................................................................... 4
2.2 Fuentes secundarias de metales .............................................................. 72.3 Tecnologa del reciclado de metales preciosos....................................... 82.4 Reciclado de metales preciosos .............................................................. .. 9
2.4.1 Reciclado de plata .......................................................................... 102.4.1.1 Tcnicas para la recuperacin de plata ....................... . 132.4.1.2 Cementacin ................................................................. .. 132.4.1.3 Recuperacin electroltica............................................. .. 152.4.1.4 Resinas de intercambio inico ........................................ 17
2.4.1.5 Precipitacin qumica .................................................... .. 192.4.2 Reciclado de oro.......................................................................... .. 23
2.4.2.1 Tcnicas para la recuperacin de oro.......................... .. 242.4.2.2 Lixiviacin de oro con tiosulfatos .................................. 27
2.5 Consideraciones cinticas .......................................................................... 322.5.1 Reacciones heterogneas ........................................................... .. 322.5.2 Velocidad de reaccin en sistemas heterogneos..................... . 34
2.5.2.1 Efecto de la temperatura ............................................ . 352.5.2.2 Efecto del rea superficial ............................................ 362.5.2.3 Efecto de la concentracin.......................................... .. 362.5.2.4 Conversin X ................................................................ 36
2.6 Objetivo general ......................'................................................................... 382.7 Objetivos especficos ................................................................................ .. 382.7.1 Sistema Ag CN-- S2O4
2- - O2 ....................................................................................... 382.7.2 Sistema Au - S2O3
2-- S2O42-- O2.................................................................................... 39
2.8 Justificacin ............................................................................................... .. 40
III MATERIAL, EQUIPO Y DESARROLLO EXPERIMENTAL .............................. 41
3.1 Metodologa............................................................................................... .. 413.2 Materiales y equipo .................................................................................. . 443.3 Condiciones experimentales ....................................................................... 473.4 Preparacin de soluciones ....................................................................... 47
3.5 Desarrollo experimental ............................................................................ 48
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CONTENIDO
iv
3.6 Clculos experimentales ............................................................................. 503.7 Estudio termodinmico de las reacciones de precipitacin con ditionito
de sodio .................................................................................................... .. 523.7.1 Termodinmica de plata .............................................................. .. 523.7.2 Termodinmica de oro................................................................. .. 54
IV ANLISIS DE RESULTADOS ............................................................................ .. 56
4.1 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de plata en el sistemaAg CN-- S2O4
2-- O2 ................................................................................................................................... 564.1.1 Velocidad de oxidacin del ditionito............................................ .. 60
4.2 Estequiometra de la reaccin de precipitacin de plata en el sistemaAg - CN- -- S2O4
2-- O2................................................................................................................................. 634.3 Estudio cintico de precipitacin de plata en el sistema
Ag-CN - -S 2O42- -O 2 ................................................................................................................................... 644.3.1 Efecto de la concentracin de ditionito de sodio....................... .. 644.3.2 Efecto de la concentracin de cianuro ....................................... . 734.3.3 Efecto de la temperatura ............................................................. .. 814.3.4 Efecto de la velocidad de agitacin ........................................... . 914.3.5 Efecto mecanismo de agitacin .................................................. .. 984.3.6 Efecto de la concentracin de plata ............................................ ... 1024.3.7 Efecto del pH ............................................................................... .. 111
4.4 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de plata en efluenteIndustrial .................................................................................................... .. 120
4.5 Proceso propuesto para la precipitacin de plata ................................... .. 126
4.6 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu - S2O32- - S2O4
2- - O2............................................................................................................................... 1284.6.1 Velocidad de oxidacin del ditionito ........................................... .. 132
4.7 Estequimetra de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu-S2O3
2- -S2O42- -O2 ............................................................................... .. 135
4.8 Estudio cintico de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu-S2O3
2- - S2O42- -O2............................................................................... .. 136
4.8.1 Efecto de la concentracin de ditionito de sodio .......................... 1364.8.2 Efecto de la concentracin de tiosulfato de sodio ........................ 1444.8.3 Efectode la temperatura ............................................................. .. 1524.8.4 Efecto de la velocidad de agitacin ............................................ 1614.8.5 Efecto mecanismo de agitacin .................................................. 168
4.8.6 Efecto de la concentracin de oro .............................................. ... 1734.8.7 Efecto del Ph. ......... ............................................................. .. 181
4.9 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de oro en efluente industrial.. 1884.10 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de oro en soluciones
provenientes de chatarra de joyera ........................................................ ... 1924.11 Proceso propuesto para la precipitacin de oro...................................... .. 196
V CONCLUSIONES ................................................................................................. 198
BIBLIOGRAFA ................................................................................................... 202
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LISTA DE FIGURAS
v
LISTA DE FIGURAS
Num. Descripcin Pg.
3.1 Metodologa de operacin para la recuperacin de Ag y Au en lossistemas Ag - CN" - S2O4
2" - O2y Au-S2O32" - S2O4
2" - O2 ............................................ ........ 433.2 Difractmetro de Rayos X (DRX), Philips X'Pert .................................... . 463.3 Microscopio Electrnico de Barrido (MEB-EDS) JEOL-JSM 6300.......... 473.4 Esquema del equipo empleado para la precipitacin qumica de Ag y Au 504.1 Representacin grfica de la naturaleza de la reaccin de precipitacin
de Ag en funcin del tiempo .................................................................... 594.2 Difractograma de DRX del producto obtenido (PDF-04-0783)................ 604.3 Imagen obtenida por MEB del precipitado obtenido de Ag .................... ... 614.4 Representacin grfica de la oxidacin del ditionito de sodio en funcin
del tiempo.................................................................................................... 634.5 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 5 g L"
1 . 674.6 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 10 g L"
1.... 684.7 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2C>4] = 15 g L"
1.... 694.8 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2C>4] = 20 g L"
1.... 704.9 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 40 g L"
1.... 714.10 Fraccin de Ag precipitada en funcin de [Na2S24]............................... 724.11 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2C>4]; n = 2.................................. ... 744.12 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 3 g L"1...... 764.13 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 4 g L"1...... 774.14 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 6 g L"1...... 78
4.15 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 8 g L"1......
794.16 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente [NaCN]. 804.17 Dependencia de la Kexpfrente a la [NaCN]; n =-1.1................................ 814.18 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 15C..... 844.19 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 25 C..... 854.20 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 35 C..... 864.21 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 45 C..... 874.22 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 55 C..... 884.23 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 65 C..... 894.24 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente Temperatura. 914.25 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura Ea= 65.07 KJ mol"........ 924.26 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de agitacin
= lOOmin" ................................................................................................. 944.27 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de
agitacin = 500 min" .................................................................................. 954.28 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de
agitacin = 1000 min"1 .......................................................................................................................... 964.29 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferentes velocidades
de agitacin .............................................................................................. 974.30 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin....................... 984.31 Fraccin de Ag precipitada en funcin del mecanismo de agitacin
magntica ................................................................................................. 101
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LISTA DE FIGURAS
vi
Num. Descripcin Pg.
4.32 Fraccin de Ag precipitada en funcin del mecanismo de agitacin
mecnica ................................................................................................... ... 1024.33 Fraccin de Ag precipitada en funcin del sistema de agitacin ........... 1034.34 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 0.375 g L-1.... 1054.35 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 0.750 g L-1.... 1064.36 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 1.500 g L-1.... 1074.37 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 3.000 g L-1.... 1084.38 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 3.750 g L-1.... 1094.39 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente [Ag]........ 1114.40 Dependencia de la Kexpfrente a la [Ag];n= 0.1842 .................................. 1124.41 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 8.................... 1144.42 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 9 .................... 1154.43 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 10 .................. 1164.44 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 11................... 1174.45 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 12.................. 1184.46 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 13................... 1194.47 Fraccin de Ag precipitada en funcin del pH......................................... 1204.48 Fraccin de Ag precipitada del efluente industrial .................................. 1214.49 DRX para Ag precipitada del efluente industrial .................................... . 1254.50 Imagen obtenida por MEB-SE de Ag precipitada a partir de efluente
industrial..................................................................................................... 1264.51 Diagrama del proceso propuesto para la recuperacin de Ag a partir
de efluentes industriales agotadas complejadas base cianuro .............. 1274.52 Representacin grfica de la naturaleza de la reaccin de precipitacin
de Au en funcin del tiempo .................................................................... 1294.53 Anlisis por microscopa dispersiva de energas (EDS) del productoprecipitado de Au ..................................................................................... 132
4.54 Imagen obtenida por MEB del precipitado de Au................................... 133
4.55 Representacin grfica de la oxidacin del ditionito de sodio en funcindel tiempo en el sistema Au- S2O3
2-- S2O42-- O2 ........................................... 134
4.56 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 1 g L-1....... 136
4.57 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 10 g L-1.... 140
4.58 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 20 g L-1.. .. 141
4.59 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 40 g L-1....... 142
4.60 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Na2S2O4] 1434.61 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4]; n= 0.446 ............................. ....... 1444.62 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 10 g L-1..... 1454.63 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 20 g L
-1.. 1484.64 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 30 g L
-1 ... 1494.65 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 60 g L
-1.. 1504.66 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Na2S2O3] 1514.67 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O3]; n= -0.8............................... ........ 1524.68 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 15 C....... 1534.69 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 25 C....... 1564.70 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo aTemp. = 35 C....... 1574.71 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 45 C...... 1584.72 Fraccin de Au precipitado en funcin de la Temperatura .................... 159
4.73 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura Ea=32.57 KJ mol-1
.
160
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LISTA DE FIGURAS
vii
Num. Descripcin Pg.
4.74 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 100 min-1 ................................................................................................................................................1624.75 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 500 min-1 ............................................................................................................................................... 1654.76 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 1000 min-1 ............................................................................................................................................ .1664.77 Fraccin de Au precipitado en funcin de la velocidad de agitacin ..... ..1674.78 Dependencia de laKexpfrente a la velocidad de agitacin; n=0.................1684.79 Fraccin de Au precipitado en funcin del mecanismo de agitacinmagntica .............................................................................................................. ..1694.80 Fraccin de Au precipitado en funcin del mecanismo de agitacinmecnico ................................................................................................................ ..172
4.81 Fraccin de Au precipitado en funcin del sistema de agitacin .............1734.82 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.070 g L-1.....1744.83 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.125 g L-1.....1774.84 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.250 g L-1.....1784.85 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.650 g L-1.....1794.86 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Au]....... ..1804.87 Dependencia de la Kexpfrente a la [Au]; n= 0.81 ...................................... ..1814.88 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 4 ......................1824.89 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 5 ......................1854.90 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 6 ......................1864.91 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 7 ......................1874.92 Fraccin de Au precipitado en funcin del pH........................................... 188
4.93 Fraccin de Au precipitado a partir de efluente industrial ...................... . 1894.94 Imagen obtenida por MEB del producto precipitado de Au a partir de
efluente industrial .................................................................................... ..1924.95 Anlisis por EDS de Au precipitado a partir de efluente industrial........ ..1934.96 Fraccin de Au precipitado contenido en soluciones provenientes de
chatarra de joyera .................................................................................... .1934.97 Imagen obtenida por MEB de Au precipitado contenido en soluciones
provenientes de chatarra de joyera........................................................ 1974.98 Fraccin de Au precipitado a partir de chatarra industrial ...................... 198
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LISTA DE TABLAS
viii
LISTA DE TABLAS
Num. Descripcin Pg.
3.1 Reactivos utilizados .................................................................................. . 443.2 Parmetros y condiciones experimentales ............................................. . 484.1 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de Ag .................................... 584.2 Resultados experimentales de la velocidad de oxidacin del ditionito de
sodio en el sistema Ag - CN" - S242' -O2 ................................................ 634.3 Precipitacin de Ag a [Na2S2C>4]= 5 g/L .................................................... 674.4 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 10 g/L .................................................. ..... 684.5 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 15 g/L .................................................. ..... 69
4.6 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 20 g/L .................................................. ..... 704.7 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 40 g/L .................................................. ..... 714.8 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4] ............................................. 734.9 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 3 g/L....................................................... . 764.10 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 4 g/L......................................................... 774.11 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 6 g/L......................................................... 784.12 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 8 g/L......................................................... 794.13 Dependencia de la Kexpfrente a la [NaCN] ................................................. 814.14 Precipitacin de Ag a temperatura = 15 C ............................................. .. 844.15 Precipitacin de Ag a temperatura = 25 C ............................................. .. 854.16 Precipitacin de Ag a temperatura = 35 C ............................................. . 864.17 Precipitacin de Ag a temperatura = 45 C ............................................. . 87
4.18 Precipitacin de Ag a temperatura = 55 C ............................................. .. 884.19 Precipitacin de Ag a temperatura = 65 C ............................................. .. 894.20 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura ......................................... 914.21 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 100 min"1 ..................................... 944.22 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 500 min'1..................................... 954.23 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 1000 min"1 .................................. 964.24 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin ........................ 984.25 Precipitacin de Ag a sistema de agitacin magntica........................... 1014.26 Precipitacin de Ag a sistema de agitacin mecnica ............................. 1024.27 Precipitacin de Ag a [Ag]= 0.375 g/L ....................................................... 1054.28 Precipitacin de Ag a [Ag]= 0.750 g/L .. ................................................... 1064.29 Precipitacin de Ag a [Ag]= 1.500 g/L ....................................................... 1074.30 Precipitacin de Ag a [Ag]= 3.000 g/L ....................................................... 1084.31 Precipitacin de Ag a [Ag]= 3.750 g/L ....................................................... 1094.32 Dependencia de laKexpfrente a la [Ag] ...................................................... 1114.33 Precipitacin de Ag a pH= 8...................................................................... 1144.34 Precipitacin de Ag apH= 9 .................................................................... . 1154.35 Precipitacin de Ag a pH= 10 ................................................................. . 1164.36 Precipitacin de Ag a pH= 11.................................................................... 1174.37 Precipitacin de Ag a pH= 12.................................................................... 1184.38 Precipitacin de Ag a pH= 13..................................................................... 1194.39 Anlisis qumico del efluente industrial..................................................... 1214.40 Anlisis qumico del efluente industrial a diferentes tiempos ................ .. 123
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LISTA DE TABLAS
ix
Num. Descripcin Pg.
4.41 Precipitacin de Ag del efluente industrial................................................ 1244.42 Anlisis por va hmeda del producto obtenido durante la precipitacinde Ag a partir de efluente industrial ......................................................... 125
4.43 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de Au.................................... 1274.44 Resultados experimentales de la velocidad de oxidacin del ditionito de
sodio en el sistema Au- S2O32"" - S2O42" - O2.......................................... . 1314.45 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 1 g/L ................................................... ...... 1364.46 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 10 g/L ................................................. ...... 1404.47 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 20 g/L ................................................. ...... 1414.48 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 40 g/L ...................................................... 1424.49 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4]................................................ 1434.50 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 10 g/L ...................................................... 145
4.51 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 20 g/L ................................................. ...... 1484.52 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 30 g/L ...................................................... 1494.53 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 60 g/L ................................................. ...... 1504.54 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O3] .......................................... ...... 1514.55 Precipitacin de Au a temperatura = 15 C ............................................. ... 1534.56 Precipitacin de Au a temperatura = 25 C ............................................. ... 1564.57 Precipitacin de Au a temperatura = 35 C ............................................. 1574.58 Precipitacin de Au a temperatura = 45 C ............................................. 1584.59 Dependencia de laKeXpfrente a la temperatura ........................................ 1594.60 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 100 min"1........................................ 1624.61 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 500 min"1........................................ 1654.62 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 1000 min"1................................... 166
4.63 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin........................ 1674.64 Precipitacin de Au a sistema de agitacin magntica ........................... 1694.65 Precipitacin de Au a sistema de agitacin mecnica........................... 1724.66 Precipitacin de Au a [Au]= 0.070 g/L ..................................................... . 1734.67 Precipitacin de Au a [Au]= 0.125 g/L ..................................................... . 1774.68 Precipitacin de Au a [Au]= 0.250 g/L ..................................................... . 1784.69 Precipitacin de Au a [Au]= 0.650 g/L ..................................................... . 1794.70 Dependencia de la Kexpfrente a la [Au] ..................................................... . 1804.71 Precipitacin de Au a pH= 4...................................................................... 1824.72 Precipitacin de Au a pH= 5...................................................................... 1854.73 Precipitacin de Au a pH= 6...................................................................... 1864.74 Precipitacin de Au a pH= 7 ....... , ............................................................. 1874.75 Dependencia de la Kexpfrente al pH ............................................................ 1884.76 Anlisis qumico de chatarra industrial ...................................................... 1914.77 Resultados obtenidos de la precipitacin de Au contenido en las
soluciones provenientes de chatarra industrial ........................................ 1944.78 Precipitacin de Au contenido en las soluciones provenientes de chatarra
industrial ....................................................................................................... 195
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INTRODUCCIN
1
CAPITULO IINTRODUCCIN
Las operaciones minero metalrgicas generan entre otros, efluentes lquidos que deben
ser tratados para su disposicin al ambiente, de acuerdo a los estndares permitidos
por las normas internacionales del medio ambiente para los metales plata (Ag) y oro
(Au). Una opcin de usar una tecnologa para efluentes que contengan estos metales
preciosos disueltos, consiste en abatir estos contaminantes, transformndolos en
compuestos inocuos mediante el proceso de precipitacin qumica.
La implementacin del proceso de precipitacin qumica en la pequea y mediana
minera requiere de una infraestructura y equipos que representan costos significativos
frente a ingresos cada vez menores. Por lo tanto, el problema implica en buscar
innovaciones tecnolgicas para que se reduzcan costos, pero que adems, permitan
procesar estos efluentes, cumpliendo de esta manera las disposiciones de las normasinternacionales del medio ambiente.
En la actualidad, los procesos de separacin y concentracin potencialmente aplicables
a los residuos son numerosos, diferenciando aquellos que son ms apropiados para la
separacin de los metales preciosos que se encuentran en disoluciones acuosas de los
que son ms indicados para aquellos que se encuentran en estado slido y que se
basan en las propiedades fsicas de los metales. El grupo de metales preciosos
comprende Ag y Au y los metales del grupo del Pt. Siendo la Ag y Au materiales
industriales que pueden ser reciclados. De hecho, la industria del reciclaje de estos
metales, ha existido desde hace tres dcadas, pero no obstante a esto considerables
cantidades de ellos no son reciclados ptimamente y algunas otras an no son tratados,
creando consecuencias econmicas, ecolgicas y de control.
Por otro lado, las fuentes secundarias de estos metales, son los desechos de pelculas,
soluciones fotogrficas y radiogrficas, soluciones agotadas de procesos industriales de
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INTRODUCCIN
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recubrimientos, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores, joyera, lodos
andicos, escombreras de minerales, entre otros.
Se han realizado diferentes estudios para la recuperacin de estos metales contenidos
en efluentes, como es el caso de la cementacin, recuperacin electroltica, resinas de
intercambio inico, precipitacin qumica, extraccin por solventes y electrodilisis.
Estos procesos presentan en general, serias dificultades tcnicas, como bajo % de
recuperacin y baja pureza; econmicas, puesto que son procesos demasiado caros e
incosteables para pequeos y medianos generadores; as como tambin ecolgicas,puesto que generan residuos altamente peligrosos y que en forma general, no cumplen
con las normas internacionales del medio ambiente, las cuales establecen un mximo
de 5 mg L-1 para que el efluente pueda ser vertido a causes pblicos sin ocasionar
daos al medio ambiente(1).
Por lo que, es indudable el inters por la recuperacin de Ag y especialmente de Au a
partir de soluciones remanentes, puesto que es de suma importancia para los pases
desarrollados y en vas de desarrollo. Sin embargo y no obstante a la existencia de
algunas tcnicas, las recuperaciones son inciertas debido principalmente a que los
procesos ya existentes presentan serias dificultades, por lo que se tiene la necesidad
de abordar investigaciones que sean una alternativa real a los procesos ya existentes.
Por lo anterior, en el presente trabajo se llev a cabo un estudio para proponer un
proceso real de recuperacin de metales preciosos, como es el caso de la Ag y Au, que
estn contenidos en efluentes industriales y/o licores de lixiviacin, mediante la
realizacin de un estudio para la recuperacin de Ag en el sistema Ag-CN-- S2O42-- O2, as
como del estudio para la recuperacin de Au en el sistema Au-S2O32- -S2O4
2- -O2.
Para tal efecto, se propone un proceso de precipitacin qumica, utilizando como agente
reductor hidrosulfito (S2O42-), a partir de soluciones conteniendo Ag complejada con
cianuro y de soluciones conteniendo Au complejado con tiosulfato.
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INTRODUCCIN
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Para ello, se aborda la estequiometria y naturaleza de cada reaccin, analizando los
principales parmetros cinticos y las condiciones ptimas de operacin para cada
metal precioso, contemplando altas recuperaciones de estos metales, as como
minimizando su contenido en las soluciones agotadas a concentraciones inferiores a las
permitidas por las normas internacionales del medio ambiente, utilizando un reactivo de
muy baja toxicidad para operar en condiciones no agresivas; es decir, a temperatura
ambiente, presin atmosfrica y en condiciones que disminuyan sustancialmente las
necesidades de inversin y costos de operacin.
De esta manera, el trabajo se desglosa en la realizacin de una exhaustiva revisin
bibliogrfica, presentada en el capitulo II. La metodologa del desarrollo experimental,
materiales y equipos utilizados son presentados en el capitulo III. Por otro lado, en el
capitulo IV se muestra el anlisis de resultados obtenidos para los sistemas en estudio
durante todo el desarrollo experimental y finalmente, en el capitulo V se dan a conocer
las conclusiones a las que se lleg en este trabajo de investigacin, basadas en el
anlisis y discusin de resultados.
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ANTECEDENTES
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CAPTULO II
ANTECEDENTES
2.1 GENERALIDADES
En las ltimas dcadas, los pases industrializados se han preocupado por incrementar
el reciclaje sobre productos post-consumidos, as como tambin por los desperdicios
industriales. Sin embargo, para algunos materiales, como los metales preciosos plata
(Ag) y oro (Au), no puede implantarse un sistema de recuperacin fcil y sencillo,puesto que requieren de una tecnologa, planificacin econmica y regulacin ambiental
que permita alcanzar mximas recuperaciones a un bajo costo(1).
Es importante sealar, que durante el ao 2005, de la produccin total mundial de Ag(2), la
minera aport un 70.3%, mientras que el 20.5% fue producido por el reciclaje de
chatarra y el resto correspondi a reservas oficiales. Dentro de la produccin de mina,
slo el 29% se origin de minas primarias de Ag, siendo mayoritaria su produccin
como subproducto de la minera del plomo, cinc, cobre y oro. Durante este mismo ao,
la produccin mundial primaria de Ag alcanz las 19,954 t, consiguiendo un 3% ms en
la produccin con respecto al ao 2004, siendo el continente americano el principal
productor, con una participacin de 51.9%, seguido por Asia que represent un 14.2%. A
nivel de pases, Per fue el principal productor, con una aportacin anual de 3,192 t,
representando el 16% del total mundial. Le siguieron en importancia Mxico con 2,870 t y
Australia con 2,407 t, lo que represent una participacin del 14.4% y 12.1%,
respectivamente. Chile se ubic en quinto lugar con 1,399 t, con una participacin de6.9% de la produccin mundial. Las mayores empresas productoras de Ag son BHP-
Billiton (Australia) con 8.4% e Industrias Peoles (Mxico) con 7.4%. Ambas, obtienen la
mayora de su produccin desde minas primarias.
En el ao 2005, la demanda total de Ag fue de 26,885 t, incrementando 3% en
comparacin con el ao 2004. Sin embargo, la principal actividad consumidora de Ag
durante el ao 2005, fue el sector industrial con 47.4%, equivalente a 12,732 t. El
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ANTECEDENTES
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segundo sector fue la joyera y platera con 7,763 t, lo que represent el 28.9%. Un
tercer demandante, lo constituy la fotografa y radiografa con un consumo de 19.1%,equivalente a 5,126 t. La industria fotogrfica, medicina e industria flmica por dcadas
han sido potenciales consumidores de Ag, ya que sus procesos dependen fuertemente
de ella(3). Finalmente, la fabricacin de monedas y medallas represent alrededor del
5% con un consumo mundial de 1,264 t.
Durante el ao 2005, la produccin mundial de Ag secundarIa(1) se elev a 5,826 t,
teniendo un crecimiento del 3.4% con respecto al ao 2004, siendo los pases
productores mas importantes EE.UU. con 1,680 t (28.8%), Japn con 852 t (14.6%) y
Alemania con 547 t (9.4%), que consisti en desperdicios de chips trabajados,
limaduras, desechos de pelculas, soluciones agotadas en procesos de recubrimiento
con Ag, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores, joyera, platera,
escombreras de minerales y lodos andicos(3).
De acuerdo a investigaciones realizadas(1'4), los procesos de revelado fotogrfico y
radiogrfico consumen un volumen importante de Ag, que una vez usada queda como
residuo fluvial o como desperdicio slido. Aunque puede ser recuperada y a la vez
reciclada, las tecnologas existentes an no satisfacen los requerimientos de mximas
recuperaciones, deponiendo en el lquido residual niveles superiores a los permisibles
ecolgicamente, mximo 5 mg L"1.
Por otro lado, los lquidos fijadores de fotografa son utilizados para eliminar haluros de
Ag del negativo y del papel fotogrfico despus del revelado, ya que contienen
tiosulfatos que complejan la Ag que est en .forma de haluros, que despus de serutilizados, permanecen como efluentes y conviene tratarlos porque contienen en el
orden de 5 a 12 kg de Ag m"3en solucin(1).
Adems de los lquidos fijadores, existen otros efluentes que contienen importantes
cantidades de Ag complejada ya sea con tiosulfato y/o cianuro, tal es el caso de los
lquidos generados durante los procesos de plateado, donde los complejantes son
estabilizadores de la capa de Ag sobre la base metlica, que suele ser de aleaciones
cinc-cobre-nquel y en el caso de los materiales para uso ornamental y de componentes
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ANTECEDENTES
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electrnicos, son utilizados generalmente aleaciones cobre-hierro y hierro-nquel(3).
Por otro lado, el oro (Au), ha sido desde la antigedad de gran importancia para el
hombre, utilizndolo como patrn de valor durante el segundo milenio A.C. La relativa
disposicin de obtencin, su inalterabilidad y su fcil manejo han hecho de l uno de los
metales ms preciados, por lo que su produccin mundial primaria durante el ao 2006
alcanz las 3632 t, de las cuales, 2570 t (71%) correspondieron a la produccin de
mina, 876 t (24.2%) provinieron de Au secundario y el resto correspondi a reservas
oficiales. Amrica latina fue el principal productor, con una participacin del 33%,
seguido por frica que represent el 23%. A nivel de pases, Sudfrica fue el principal
productor con 343 t, representando el 14%, seguido por Estados Unidos con una
produccin de 262 t, alcanzando una participacin del 11%. Como tercer productor se
ubic Australia con 258 t, representando el 10%. Mxico ocup el 20 lugar en
produccin mundial(2).
En este mismo ao 2006, El principal uso del Au (2), se encontr en el sector de la
joyera, con una participacin de 74%, registrndose una demanda de 2610 t; el
segundo sector fue el electrnico, con un consumo de 261 t que represent el 7%; el
tercer demandante lo constituy el atesoramiento de oro en barras con 245 t. Tambin
ejerci funciones crticas en computadoras, comunicaciones, naves espaciales, motores
de aviones a reaccin y otros muchos productos. Su alta conductividad elctrica y
resistencia a la oxidacin ha permitido un amplio uso como capas delgadas
electrodepositadas sobre la superficie de conexiones elctricas para asegurar una
buena conexin de baja resistencia. Como la Ag, el Au puede formar fuertes
amalgamas con el mercurio que a veces se emplea en pastas dentales. El Au coloidal
(nanopartculas de Au) es una solucin intensamente coloreada que se est estudiando
en muchos laboratorios con fines mdicos y biolgicos. Tambin es empleada como
pintura dorada en cermicas. El cido cloroarico se emplea en fotografa. El istopo
198Au, con un periodo de semidesintegracin de 2.7 das se emplea en algunos
tratamientos de cncer y otras enfermedades, tambin se emplea como recubrimiento
protector en muchos satlites debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja.
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ANTECEDENTES
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Un componente importante mundial de Au son las fuentes secundarias, que
corresponden al reciclaje y recuperacin de productos industriales, joyas y fusin demonedas. Durante el ao 2006, ingresaron al mercado 876 t de Au secundario, siendo
India el principal pas procesador con 112 t, Arabia Saudita junto con Yemen
participaron con 88 t, Egipto reciclo 68 t, finalmente Indonesia reciclo 641(5).
Otra fuente de solucin, son los licores de lixiviacin, donde los metales preciosos Ag y
Au se encuentran presentes en forma de complejos con tiosulfato y/o cianuro, del tipo
Ag2 (S2O32-)2, Au2(S2O3
2-), Ag (CN)2y Au(CN)22-, respectivamente.
En los efluentes, estos metales se localizan fundamentalmente como complejos
estables con cianuro o tiosulfato; mientras, que en los licores de lixiviacin con
tiosulfatos, estn siendo aun investigados ya que forman complejos menos estables,
pero sus perspectivas como complejante son muy prometedoras. Por lo que, sin lugar a
dudas, este tipo de soluciones (efluentes y licores de lixiviacin), constituyen as mismo
una fuente real para su obtencin. Una de las vas para la reduccin y obtencin de
estos metales, es precisamente la precipitacin qumica. De todo esto, es evidente la
necesidad de realizar estudios encaminados a proponer procesos enfocados a la
recuperacin de metales preciosos como Ag y Au contenidos en efluentes, puesto que
tales procesos son de gran importancia en la estrategia de cualquier nacin,
entendiendo la preocupacin por abordar temas encaminados a dicho objetivo.
2.2 FUENTES SECUNDARIAS DE METALES
Las fuentes secundarias de residuos de metales son numerosas, tanto por sunaturaleza como por su distribucin geogrfica. En la actualidad, algunos de estos
residuos ya son tratados para conseguir un beneficio secundario y evitar la prdida de
materiales valiosos, a la vez que se disminuye el costo de almacenamiento y colocacin
de estos residuos, as como el impacto ambiental que provocan. Adems, la gestin de
residuos est basada en un alto nivel de proteccin al medio ambiente, constituyndose
como objetivo prioritario en todo el mundo.
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ANTECEDENTES
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Los productores de metales secundarios se diferencian de aquellos que mezclan y
afinan la chatarra para producir aleaciones de una composicin determinada y los queextraen el metal proveniente de residuos de un primer proceso, comercializndolos en
subproductos valiosos para otro proceso qumico. Estos productores extraen los
metales de una serie de fuentes, que pueden clasificarse, segn su origen en: escorias,
lodos, jales, polvos, cenizas, efluentes, etc.; procesos al que van a someterse los
residuos: electrometalrgico, pirometalrgico o hidrometalrgico; el estado en que se
encuentre el metal en el residuo: disolucin o slido.
De tal manera, que las fuentes secundarias de metales podran clasificarse como:
a) Metales secundarios en slidos, constituidos por minerales de baja ley y escombreras
(jales) de minerales; lodos industriales, compuestos por polvos industriales,
chatarras y virutas metlicas.
b) Metales secundarios en disolucin, que comprenden los efluentes fotogrficos y
radiogrficos, efluentes de galvanoplastia, aguas residuales en la industria, salmueras
y aguas de lavado.
2.3 TECNOLOGA DE RECICLADO DE METALES PRECIOSOS
Existen procesos qumicos y electroqumicos potencialmente aplicables al reciclado y
recuperacin de metales preciosos contenidos en efluentes industriales, diferenciando
los ms adecuados para la separacin en disoluciones acuosas de aquellos de los que
son ms indicados en estado slido y que se basan en las propiedades fsicas de los
metales(6).
Entre los metales preciosos que pueden ser reciclados considerablemente, se
encuentran la Ag y Au. La industria del reciclaje para estos metales, ha existido desde
hace unas tres dcadas, pero en general, no han sido reciclados por un proceso
ptimo(1), creando como consecuencia importantes problemas, ya sean: tcnicos, por
que se tiene bajo por ciento de recuperacin y metales contaminados, adems por ser
procesos demasiado caros e incosteables para pequeos y medianos generadores y
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ANTECEDENTES
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ecolgicos por la generacin de residuos peligrosos altamente contaminantes y de
control ambiental debido a que no cumplen los limites permisibles por las normasinternacionales del medio ambiente(1,6).
Por lo que, para el reciclado de estos metales se han desarrollado diversos procesos,
como es el caso de las disoluciones acuosas, donde se puede usar la cementacin (3),
que ha sido desarrollada para la recuperacin de metales desde soluciones acuosas
conteniendo iones de un metal y agentes complejantes para estos iones. La solucin
agotada se pone a reaccionar con un segundo metal menos electronegativo. De esta
manera ocurre una reaccin de intercambio metal-metal para formar ppm del primer
metal. Recuperacin electroltica (3), que utiliza el principio de la electrlisis para la
recuperacin de metales, aplicando una corriente elctrica entre el nodo que
generalmente es de carbono y el ctodo que es de acero inoxidable, en una solucin
conteniendo al metal. Resinas de intercambio inico(3), este proceso se lleva a cabo en un
flujo de lquido conteniendo al metal que se hace circular sobre un sitio cargado con
resinas de intercambio inico, las cuales extraen los iones del metal de la solucin que
son reemplazados por los iones de la resina. Precipitacin qumica (3)
, este mtodo es elms comn, ya que consiste en la adicin de sulfuro de sodio a las soluciones
complejadas con tiosulfatos y cianuros, donde el metal de esta manera precipita como
sulfuro para posteriormente tratarlos por va pirometalrgica y afino electroltico14'. Por
otro lado, tambin se han desarrollado procesos, para cuando el metal se encuentra en
estado slido, como la separacin magntica, medios densos, flotacin y filtracin.
2.4 RECICLADO DE METALES PRECIOSOS
El grupo de metales preciosos comprende oro, plata y los metales del grupo del platino,
encontrando como fuentes secundarias para los dos primeros en desechos de
pelculas, soluciones fotogrficas y radiogrficas, soluciones agotadas de los procesos
de recubrimiento con Au y Ag, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores,
joyera, escombreras de minerales, lodos andicos, entre otros.
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ANTECEDENTES
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2.4.1 RECICLADO DE PLATA
La produccin mundial de Ag, por explotacin directa de sus menas o como
subproducto de las menas de Cu, Zn, Pb y Au, no es suficiente como para satisfacer la
demanda que sus usos requieren. Aproximadamente, la mitad de la demanda se
abastece en base al reciclaje(5). Es decir, recuperando Ag a partir de efluentes
industriales que la contengan, como son las pelculas fotogrficas, placas radiogrficas,
efluentes de la industria fotogrfica y radiogrfica, placas de circuitos integrados, etc.
En general, la Ag contenida en los desechos slidos es llevada a solucin por
tratamiento con cido ntrico. Los desechos tambin contienen otros metales, que se
disuelven por accin del mismo cido. De la solucin resultante la Ag puede ser
recuperada por reduccin electroltica.
Existen algunos estudios para el reciclado de Ag a partir de materiales slidos
fotogrficos, teniendo como alternativa aquellos que se basan en la interaccin de
metales preciosos para obtener cenizas, que posteriormente son sometidas a una
operacin de calcinacin para eliminar los residuos carbonceos, as como una etapa
de fusin, con la finalidad de recuperar Ag en forma metlica, que posteriormente se
somete a un afino electroltico. Los problemas que presenta este proceso son los altos
niveles de contaminacin ambiental, puesto que generan humos procedentes de los
hornos utilizados.
En los materiales radiogrficos, la placa expuesta contiene aproximadamente un 2% de
Ag metlica. Los estudios realizados establecen que los mtodos propuestos(7) se
basan en los procesos pirometalrgicos JO hidrometalrgicos, ya que en la etapa deincineracin de las placas para eliminar la materia orgnica que conforma el soporte del
metal es comn a estos dos procesos, adems de concentrar al metal hasta en un 60%.
Los procesos pirometalrgicos(8'9), consisten en la fusin directa de las cenizas
obtenidas por incineracin de las placas, a una temperatura de aproximadamente 1200
C, utilizando fundentes como brax y carbonato sdico, en una relacin de 1:1, para
posteriormente separar la escoria formada durante la fusin y de esta manera se
proceda a colar el metal en forma de placas andicas que sern llevadas hacia un afino
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ANTECEDENTES
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electroltico. La Ag electroltica liberada de impurezas y de alta ley es fundida, para
posteriormente obtenerla en forma de granalla.
Debido a la contaminacin generada por estos procesos se han propuesto alternativas
a ellos, como son los procesos por va hmeda, utilizando reactivos qumicos probados
para la separacin de los soportes slidos, como es el caso de los hidrxidos alcalinos,
lquidos de blanqueo, microorganismos que contribuyen a la degradacin de las
gelatinas, cido ntrico, soluciones alcalinas de cianuro y recuperacin con ozono.
Por lo que, algunos procesos hidrometalrgicos se basan en la lixiviacin (de las
cenizas obtenidas durante la etapa de combustin) con cido ntrico a temperaturas
entre 90 y 105 C, para que de esta manera se logre una mejor disolucin de la Ag
contenida. Finalmente, se realiza un proceso de electrlisis para la recuperacin del
metal disuelto.
Al respecto, Clelland J.R.(10), propuso un proceso hidrometalrgico para la recuperacin
de Ag a partir de placas fotogrficas, que consisti en reducir las placas en pequeos
tamaos, para posteriormente ser tratadas a elevadas temperaturas sobre una solucin
acuosa conteniendo NaOH. A continuacin, la solucin fue lavada con HNO3 diluido,
seguido por una filtracin cuyo objetivo fue recuperar los slidos que forman parte del
material de soporte. De esta manera, la Ag diluida en la solucin de lavado fue
recuperada por electrlisis, obteniendo una recuperacin global del 80%.
Por otro lado, Craig T.(11), Tambin propuso recuperar Ag de las placas fotogrficas,
sumergindolas en soluciones de NaOH a una concentracin de 30 g L"1, elevando la
temperatura entre 65-70 C por un tiempo de 20 min., posteriormente la superficie de laplaca fue lavada para obtener un plstico libre de Ag; por otra parte, el slido
desprendido que contiene entre 70-80% Ag, fue calcinado a 1000 C, obtenindose as
un polvo fino de Ag con 97.9% de pureza.
Por su parte, Kenneth M.(12), desarroll un tratamiento similar para la recuperacin de Ag,
con la diferencia de que las pelculas fotogrficas se hicieron pasar continuamente
sobre un bao de NaOH en concentracin de 25 g L"1a 70 C, con la finalidad de
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recuperar la Ag y el polister. La Ag disuelta fue distribuida en los sedimentos para su
recuperacin convencional, alcanzando un 90 % de recuperacin.
Con respecto a la recuperacin de Ag con microorganismos, Nojima S. y Oku N. (13),
propusieron tratar las placas radiogrficas con una bacteria muante (perfect clean) para
que tuviera lugar la descomposicin de la gelatina. Las placas fueron sumergidas en
agua caliente a 45 C, durante 5 min., seguido por un tratamiento en suspensin con la
bacteria a 35C, por un tiempo de 10 min., la Ag obtenida en la solucin fue recuperada
en un 90%, por electrlisis. El inconveniente de esta tcnica son sus altos costos as
como la manipulacin y conservacin de la bacteria.
Posteriormente, Kasahara Y.(14), propuso la recuperacin de Ag basndose en el
tratamiento de placas radiogrficas, las cuales fueron sumergidas en solucin de cido
ntrico concentrado y caliente, para una posterior filtracin y tratamiento con resina de
intercambio inico Dowex 1-X8 para de esta manera obtener plata del 99% de pureza.
El inconveniente de esta tcnica es el uso del HNO3, ya que presenta una elevada
agresividad oxidante y de acidez, por lo que debe tenerse mucha precaucin en su j
empleo, adems el uso de las resinas eleva considerablemente el costo de
recuperacin.
La utilizacin de soluciones con cianuro para disolver Ag contenida en las placas
radiogrficas, conduce a la obtencin de un material plstico con una gelatina adherida
que dificulta su comercializacin, a menos que ste sea sometido a una posterior etapa
de lavado para separar la gelatina(3). Adems, se generan problemas de seguridad
debido al manejo de grandes volmenes de disolucin de elevada toxicidad.
Estudios recientes realizados por Vials J.(15) y colaboradores, propusieron el uso de
ozono para la recuperacin de Ag contenida en las placas radiogrficas; las cuales
fueron cortadas en pequeos tamaos para mantenerlas en contacto con el ozono en
una solucin de agua y cido sulfrico diluido, producindose de esta manera la
oxidacin de la Ag en una solucin rica, que posteriormente fue tratada por electrlisis.
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2.4.1.1 TCNICAS PARA LA RECUPERACIN DE PLATA CONTENIDA EN
EFLUENTES
Las tcnicas para la separacin y concentracin de metales preciosos, provenientes de
efluentes fotogrficos, radiogrficos, galvanoplastia, recubrimientos, soluciones
platnicas, catalizadores, joyera, industria electrnica, dental, soluciones complejadas
base cianuro, escombreras de minerales, lodos andicos, soluciones provenientes de
efluentes electrolticos agotados y licores de lixiviacin, son numerosas; diferenciando
las ms apropiadas para la separacin de metales que se encuentran en disolucionesacuosas, de aquellos que se encuentran en estado slido. Al respecto, los procesos
convencionales qumicos y electroqumicos, como son la cementacin, recuperacin
electroltica, resinas de intercambio inico y precipitacin qumica, son utilizados para la
recuperacin de metales preciosos desde fuentes secundarias, como los contenidos en
los efluentes. Adems, es importante considerar como fuente potencial a los licores de
lixiviacin de Ag y Au complejados con cianuro o tiosulfatos. Sin embargo y de manera
general, los procesos convencionales presentan algunas dificultades tcnicas,
econmicas y de control ambiental, como las que se describen a continuacin.
2.4.1.2 CEMENTACIN
En forma general, este mtodo se desarroll para la recuperacin de metales en
soluciones acuosas(3). El potencial de reduccin de la solucin es medido durante la
reaccin y las ppm son separadas de la solucin cuando el potencial de reduccinalcanza el valor mnimo predeterminado. El mtodo es til para la recuperacin de
metales en solucin, conteniendo amonio, tiocianatos o tiosulfatos de algn metal
alcalino. La cementacin es un proceso que consiste en la precipitacin de un metal Mi,
que se encuentra en disolucin acuosa por la adicin de otro metal M2. La reaccin
que tiene lugar se puede representar en la ecuacin (2.1):
(2.1)
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Al respecto, Lamisse M.(16'17), desarroll el primer mtodo de recuperacin de metales
preciosos desde soluciones acuosas conteniendo iones de un metal y agentes
complejantes para estos iones. La solucin acuosa entra en contacto con un segundo
metal menos electronegativo, como es el caso del hierro, que es el metal reductor con
mayores ventajas para ser usado en este proceso. Las ppm son separadas de la
solucin cuando el potencial de reduccin alcanza el valor mnimo predeterminado. La
recuperacin de Ag fue inferior al 85%.
Por su parte, Machida K.(18), desarrolla un mtodo alternativo utilizando aluminio. Las
soluciones acuosas conteniendo 6000 ppm de Ag, son puestas a reaccionar con lana
de aluminio, ajustando el valor del pH a 8.0. La recuperacin de Ag en el sedimento
alcanza un 80 %.
King J.(19), desarroll una patente basada en el tratamiento de soluciones acuosas,
usando polvo de hierro esponja dispuesto sobre poliestireno. El intercambio es efectivo y
el metal es recuperado del substrato. Con esto se alcanz recuperaciones de Ag del
82%.
Bogdan L.M. y colaboradores(20), propusieron al igual que Machida, el uso de aluminio;
para soluciones agotadas provenientes de la industria fotogrfica, pero que contienen
concentraciones de Ag menores de 10 g L-1, las cuales fueron recuperadas con chatarra de
aluminio. La cantidad de aluminio usado para estos efluentes dependi de la
concentracin de Ag presente. As, aluminio del 99.5 % o aleaciones del tipo AIMg,
AlCuMg fueron usados a pH entre 4 y 5 para recuperar el 85% de Ag. La pureza del
metal fue aproximadamente del 95%. Este proceso es econmico, sin embargo, tanto lapureza como la recuperacin del metal fueron bajas.
El metal reductor que present mayores ventajas para ser utilizado durante la
recuperacin de Ag mediante la cementacin es el hierro, ms sin embargo el cinc
tambin puede ser utilizado. En forma general, con este mtodo, la recuperacin de Ag
fue menor al 85%, combinada con la obtencin de Ag impura, requiriendo de procesos
alternos de afino, adems de generar residuos altamente contaminantes.
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2.4.1.3 RECUPERACIN ELECTROLTICA
Este mtodo utiliza el principio de electrlisis para la recuperacin de metales
preciosos (3,21,22,23). Para ello, se aplica una corriente elctrica normalmente entre un
nodo de carbono y un ctodo de acero inoxidable sobre una solucin que contiene al
metal de inters. El metal, que en este caso es Ag y que se encuentra en forma de
complejo de tiosulfato de Ag, se disocia en la solucin en forma inica, depositndose
el metal precioso en el ctodo, para posteriormente formarse con el tiempo pequeas
lminas de Ag de alta pureza que dependen del grado de agotamiento de la solucin.
La reaccin obtenida se muestra en la reaccin (2.2):
(2.2)
Por otro lado, la cantidad de plata depositada tambin depende de la velocidad de
deposicin alcanzada en el ctodo, siendo esta por difusin controlada. Por lo tanto, en
el nodo se tiene lugar una oxidacin del tiosulfato probablemente a sulfito y/o sulfato.
Utilizando un equipo electroltico se presentan una serie de problemas de operacin,
principalmente cuando la concentracin de Ag llega a ser baja, los iones de tiosulfato
experimentan la reaccin (2.3), para formar iones sulfuro:
(2.3)
Los iones sulfuro pueden precipitar el azufre, como azufre libre o formar Ag2S de
acuerdo a las ecuaciones (2.4) y (2.5):
(2.4)
(2.5)
La produccin de Ag2S depende del grado de agotamiento que se quiera aplicar a los
lquidos. A mayor agotamiento del lquido mayor es la cantidad de Ag2S que impurifica el
metal. Por otra parte, la recuperacin de Ag por esta va no llega a ser total, pues
quedan en los lquidos concentraciones que pueden oscilar entre 800 y 1500 mg L'1.
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Al respecto, Lacoste G.(24), utiliz electrodos porosos mltiples, preparados de tal forma
que el campo elctrico sea perpendicular a la direccin del flujo de la solucin; con ello,la produccin se increment notablemente utilizando este tipo de nodos y ctodos.
Por su parte, Kashina T.(25), propuso el empleo de ctodos de titanio rotativo y un nodo de
grafito. Con el uso de estos electrodos, se increment un 80% la eficiencia en la
densidad de corriente. Este mtodo fue aplicado en contenidos residuales con
concentraciones de Ag de aproximadamente 800 mg L-1.
Del mismo modo, Peresypkina G. y colaboradores(26)
, estudiaron el comportamiento depolarizacin para la recuperacin de Ag desde emulsiones complejadas con tiosulfatos.
Estudiando la dependencia de produccin de Ag metlica alcanzada con respecto a la
corriente aplicada. Del mismo modo, se determin el efecto pH de la solucin, potencial y
velocidad de rotacin de los electrodos. De los resultados obtenidos, sugieren utilizar pH
de 8 y un potencial catdico constante de -0.4 a -0.6 V.
Por consiguiente, Goshina N. y Koboshi S.(27), presentaron el uso de aminas y glicoles;
estos compuestos fueron adicionados en el electrolito dentro de una cmara dispuesta
en el nodo, a una concentracin de aminas de 1-50 g L-1y de glicoles de 1-50 g L-1. La
electrlisis se realiza a 10 A dm-2con una resistencia del diafragma de 200 V/Acm-2. El
uso de estos aditivos disminuye ligeramente la formacin de sulfuras.
Jeyaseelan S.(28), analiz otras variables que intervienen en los procesos de
recuperacin de Ag por va electroltica; como: concentracin de Ag, velocidad de
agitacin, densidad de corriente, pH, concentracin de sulfatos, contaminacin qumica,
rea superficial del ctodo y tiempo de operacin. Estas variables fueron estudiadas,
debido a que existen ciertas condiciones en las que se obtienen las ms altas
recuperaciones a un mnimo tiempo de contacto con una baja intensidad de corriente.
Foster D.(29), propuso el empleo de ctodos de acero inoxidable 316, en forma de disco
rotatorio, para recuperar Ag de soluciones de plateado complejada con amonio o
tiosulfato; la recuperacin fue del 90%. Un estudio similar es conducido por Cooley
A.(30)
, que emple tambin electrodos giratorios, pero aplicados a emulsiones de fijado y de
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blanqueo. Para investigar el efecto de los principales componentes qumicos
presentes en las emulsiones utiliz un potencimetro; sin embargo, las recuperacionesde Ag fueron de la misma magnitud.
Dartnell N.J. y Rider C.B.(31,32), patentaron un proceso de recuperacin de Ag por
electrlisis, donde la aportacin principal se fundament en el control automatizado de
los niveles de corriente aplicados, minimizando con ello prdida de energa; sin
embargo, la concentracin final de Ag en los lquidos agotados por este proceso fue del
orden de los 800 mg L-1.
Chatelut M., Gubert E. y Vittori O. (33), propusieron mediante la electrodepositacin,
utilizar ctodos de zirconio para alcanzar mayores recuperaciones de Ag. De tal
manera, que aplicando un bajo potencial (0.9 V) entre el ctodo y el nodo de grafito, la
eficiencia del proceso alcanz el 92% y la concentracin final en los lquidos agotados
fue de 200 mg L-1.
Sathaiyan N. y colaboradores (34), propusieron el uso de control unitario potentiostatico
aplicado a efluentes tiosulfatadas conteniendo de 2 a 8 g L -1de Ag. El proceso se bas
en controlar la densidad de corriente aplicada, la cual disminuye mediante un control
automtico a medida que la concentracin de Ag en el lquido es menor. Con ello, se
alcanzaron recuperaciones del 99%.
2.4.1.4 RESINAS DE INTERCAMBIO INICO
Un flujo de lquido conteniendo Ag se hace circular sobre sitios cargados con resina de
intercambio inico(3, 35), que extrae los iones del metal de la solucin; los iones de Ag
son reemplazados por los iones de la resina. Cuando la resina se satura, la Ag es
recuperada por "lavado" de la resina con dimetil-formamida u otro regenerador; esto
resulta en la formacin de un concentrado que facilita la recuperacin de Ag. Sin
embargo, las resinas de intercambio inico son, en general, bastante caras.
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Estudios realizados por Miyoshi O.(36), propuso tratar soluciones conteniendo Ag y otros
iones metlicos, haciendo pasar la solucin a travs de una columna con resinaepxica; los iones del metal pesado se solubilizan con HCI y la Ag fue recuperada con
HNO3. De esta manera, 1.2 litros de solucin a pH de 6.5 conteniendo Ag, Cd, Ca, Zn y
Na, se pasa a travs de una columna tubular de 25 mm, conteniendo un tubo de resina
epxica Ca-imino-propionato (36321-40-1) y Ca- imino-dipropianato (75656-50-7);
cuando la columna est saturada con Ag, sta se lava con HCI y posteriormente se
trata con HNO3para recuperar hasta el 95% de Ag.
Wilhelm E. y colaboradores(37), propusieron un proceso automatizado dividido en
secciones para el intercambio inico, regeneracin y purificacin de las resinas y
separacin de la Ag recuperada, utilizando resinas Lewatit (51609-51-9), Amberlite
(9079-25-8), Duolite (71851-01-9). Las resinas son regeneradas cuando se saturan con
Ag, por lo que se lavan con una solucin de NaCI al 25%, donde la Ag es separada y
recuperada por electrlisis. La resina fue lavada continuamente con HCI al 30%.
Despus de aplicar este proceso, los contenidos de Ag presentes en soluciones
industriales decrecen desde 750 mg L-1a 40 mg L-1.
Betzel D.(38), sugiri un proceso de recuperacin de Ag, basado en una combinacin de
mtodos de cementacin e intercambio inico, donde los efluentes fueron sometidos a
un primer tratamiento con lana de acero. La reaccin de cementacin tuvo lugar y as el
sedimento metlico fue obtenido despus del intercambio inico, conteniendo del 50-55
% de Ag. El sedimento fue tratado en una columna conteniendo una resina SBW
(81774-78-9), teniendo lugar el intercambio inico y la Ag se recuper en un 96 %.
Atluri V. y Raghavan S.(39), propusieron una nueva alternativa de recuperacin de Ag de
soluciones complejas de tiosulfato de amonio, empleando tres tipos de resinas de
intercambio inico. El proceso es aplicable a soluciones provenientes de los procesos
de lixiviacin con tiosulfatos de minerales aurferos que contengan Ag, usando cobre
como catalizador de la cintica de disolucin. Las soluciones se ponen en contacto con
resinas Amberlite (IRA-400, IRA-68 e IRA-94). Se ha estudiado el efecto de variables
qumicas como concentracin del ion cprico y concentracin de tiosulfatos sobre la
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cantidad de Ag recuperada, construyendo los diagramas de Pourbaix y representando
la estabilidad del sistema para varias condiciones de Eh y pH. Los resultados obtenidospor estos autores indican que la resina IRA-400 es la que tiene las mejores propiedades
de recuperacin de Ag, bajo condiciones similares; sin embargo, en apariencia no
existe ninguna selectividad de la Ag sobre el cobre.
2.4.1.5 PRECIPITACIN QUMICA
Este mtodo consiste generalmente en la adicin de sulfuro de sodio a las soluciones
complejas con tiosulfatos(3). La Ag de esta manera precipita como sulfuro de plata
(Ag2S), la cual es tratada generalmente por va pirometalrgica y afino electroltico
posterior. Sin embargo, el mtodo tiene la desventaja de liberar algunas cantidades de
sulfuro de hidrgeno, adems de la dificultad de transformar el sulfuro metlico en Ag,
lo cual lo hace ser obsoleto e inadmisible por razones econmicas y ecolgicas. El uso
de ditonito de sodio o conocido tambin como hidrosulfito sdico, como agente reductor
de Ag es posiblemente adecuado(2), de acuerdo a la reaccin (2.6):
(2.6)
Los primeros estudios referentes a la recuperacin de Ag por precipitacin fueron
conducidos por Garai T. y Devay J.(40), los cuales trataron soluciones de residuos
fotogrficos con una suspensin de Ca (OH)2 y 10% de Na2S, para precipitar la Ag
como Ag2S conteniendo del 25-30% de Ag. La masa de sulfuras se trat en un horno
con exceso de aire, a 1100 C; la Ag es recuperada y tratada posteriormente por
electrlisis.
Nez C, Espiell F. y Roca A.(41), propusieron tratar a los efluentes complejados con
tiosulfatos, mediante la adicin de sulfuro sdico. De esta manera, se obtuvo un slido
de Ag2S, el cual se filtr y lavo exhaustivamente con agua. Posteriormente, el slido
fue llevado a fusin aadiendo pequeas fracciones de aluminio. Despus de cada
adicin de aluminio durante la fusin, el sulfuro de aluminio formado que flota en la Ag
lquida es retirado como escoria y una vez eliminado todo el sulfuro formado, se filtra el
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metal en un molde de forma adecuada para la obtencin de un nodo de Ag afinable
electrolticamente. De esta manera, la Ag es reducida y recuperada adherida al ctodo.
Ambos estudios de precipitacin, presentan la desventaja de requerir de un tratamiento
pirometalrgico posterior, lo que hace que los costos se incrementen notablemente,
adems de generar una gran cantidad de gases contaminantes.
Friar L.B. y Smith K.(42), propusieron tratar los efluentes con borohidruro de sodio. El
estudio comprendi varias etapas, destacando las siguientes: 1) adicin de un agente
antiespumante, Foamex (39386-13-5), recomendando 1.25 ml_ min-1
; 2) acidificacin a unpH aproximado a 3, con H3PO4al 85 % diluido, 135 ml_ para 10 L de agua y adicionar
300 ml_ min-1; 3) precipitacin de Ag con NaBH4, 145 ml_ para 10 L, de agua y adicionar
300 ml_ min-1; en medio alcalino a pH de 6-6.5; 4) adicin de un floculante (magnafloc
515 C) para la Ag, 900 mL para 10 L de agua y adicionar 300 mL min-1; 5) filtracin para
separar la Ag de las sales residuales y gelatina. As el flujo de unos 5.5 L min -1 de un
efluente conteniendo aproximadamente 34.5 mg L-1de Ag disminuye a 8.6 despus del
tratamiento. El proceso es complejo, caro e incosteable, pero vlido donde se requiera
disminuir a menos de 10 mg L -1de Ag en aguas residuales.
Un proceso similar fue patentado por Galgn U. y Petzold l. (43), quienes propusieron
tratar los efluentes, primero con tetraborato de sodio y posterior tratamiento con menor
cantidad de NaBH4. El resto del proceso es muy similar y las recuperaciones de Ag
obtenidas son del mismo orden.
Posey F. y Palco A.(44), propusieron otra alternativa de recuperacin de Ag, usando
hidracina. El mtodo consisti en mezclar los efluentes con una solucin de hipoclorito
de sodio, el cual oxida los iones tiosulfato y sulfito a un pH de 9.5-14, adicionando
hidracina monohidratada para precipitar la Ag. As, un volumen de 30 mL de efluente,
conteniendo aproximadamente 5 g L-1 de Ag, es puesto a reaccionar dentro de un
reactor con 200 mL de solucin oxidante (aproximadamente 10% de hipoclorito con
exceso de NaOH). La mezcla se deja una semana con agitacin moderada para su
oxidacin. El producto precipitado, AgCI, fue filtrado y la solucin residual, 75 mL,
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conteniendo de 200 - 300 mg L-1de Ag, es tratada con 0.5 mL de una solucin acuosa
de hidracina monohidratada. Despus de 3 das, la Ag obtenida es filtrada y la solucinresidual contiene menos de 20 mg L-1del metal. Sin embargo, el inconveniente de este
proceso es su operatividad y lentitud.
Kunda W.(45), recuper Ag de emulsiones agotadas de la industria fotogrfica. El
proceso se bas en el uso de gas H2S o una solucin de (NH4)2S. Aproximadamente
1.5-2 mol de sulfuro mol-1 de Ag son requeridos para recuperar el 99 y 99.5%
respectivamente. El Ag2S, es transformado a Ag metlica por calcinacin con Na2CO3
entre temperaturas de 375 a 450 C, en presencia de aire; 1.2 mol de Na 2CO3 son
requeridos por mol de Ag2S. El proceso es econmico, pero la generacin de gases
txicos es una fuerte limitacin, adems de la obtencin de Ag con baja pureza.
Bonk M.(46), patent un proceso de recuperacin de Ag por precipitacin del metal como
sulfuro en medios ligeramente alcalinos y calentando el sulfuro de Ag en presencia de
oxgeno o aire hasta aproximadamente 650 C, para transformar el compuesto en Ag y
SO2. El medio alcalino de precipitacin del sulfuro al parecer aumenta la calidad de la
Ag obtenida; sin embargo, los problemas tpicos, tales como, generacin de gases
txicos y necesidad de un tratamiento pirometalrgico, son sin duda serios limitantes al
proceso.
Kunda W. y Etsell T.(47), recientemente propusieron el uso de hidrosulfuros del tipo
NaHS y NH4HS para recuperar Ag como Ag2S y posterior tratamiento pirometalrgico,
regenerando la solucin compleja de tiosulfatos. El Ag2S se lleva aproximadamente
hasta 600 C para recuperar Ag. De esta manera, un efluente conteniendo 0.74 M de
Na2S2O3y 2.8 g L"1de Ag es tratado concuna solucin de 3 M NaHS. La recuperacin de
Ag es del 99.2%.
Ivanova L.S. y colaboradores(48), presentaron una variante al proceso anterior, tratando
primero los efluentes con FePO4 y polisulfuro de hidrgeno, seguido de un tratamiento
con Na2S y NaBH4 con y sin coagulantes, tales como AICI3, AI2(SO4)3 y AI2(OH)5CI. Los
resultados demostraron que las ptimas condiciones de recuperacin se obtienen
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usando mezclas tanto de los agentes coagulantes como de precipitacin y que tal
recuperacin depende de la concentracin de tiosulfatos en la solucin.
Por su parte, Rivera I.(6), en su trabajo de investigacin, propuso la recuperacin de Ag a
partir de soluciones complejadas base tiosulfato en el sistema O2 - S2O32-- S2O4
2-, mediante
precipitacin qumica, utilizando ditionito de sodio como agente reductor. Los resultados
pusieron de manifiesto la capacidad de este reactivo para alcanzar recuperaciones
superiores al 99%, dejando en los efluentes niveles inferiores a 5 mgL-1, sin la necesidad de
introducir sustancias extraas en el sistema.
En el presente estudio, se realiz una revisin bibliogrfica de los principales mtodos
empleados para recuperar Ag contenida en distintos tipos de efluentes, existiendo
algunos otros procesos, como extraccin con solventes y electrodilisis; sin embargo,
estos ltimos son muy poco usados ya que emplean una combinacin de los cualquiera
citados anteriormente.
Al respecto, Kamata S(49), utiliz la extraccin con solventes. El proceso fue aplicado a
efluentes agotados por procesos de recuperacin electroltica de Ag; 0.1 M de disulfuro
tetrametiltiurea (TMTDS) usado como solvente. La recuperacin de Ag es de tan slo
del 86 % y la concentracin final en el efluente tratado es de 10 mg L-1.
Nakamura T. e Iwano H.(50), propusieron el uso de un sistema de microfiltracin de las
aguas generadas por las industrias recicladoras de Ag. El proceso consisti en tratar
estas aguas hacindolas pasar a travs de membranas de intercambio inico y
microfiltros de un tamao de poro de 0.45 nm. Despus del tratamiento, el contenido de
Ag en el agua es de slo 4 mg L-1. El inconveniente del proceso es que tienen un
elevado costo de materiales, complejidad del sistema, elevado tiempo de residencia,
necesidad de frecuente intercambio de la membrana y obturacin de la misma,
problemas que imposibilitan su uso a nivel industrial.
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2.4.2 RECICLADO DE ORO
Todos sabemos de la importancia que tiene reciclar papel y plsticos, pero un rea de
mayor valor es la de reciclar metales. De hecho, si algo debe ser reciclado, son los
objetos que hasta cierto punto estn hechos a base de metales, puesto que provienen
de recursos no renovables, tal es el caso de los minerales. En proporcin, se estn
consumiendo minerales as como se estn procesando(51). Para el Au, el manejo,
responsabilidad, seguridad en la generacin, coleccin y distribucin de la industria del
reciclaje son muy extensas y detalladas. Muchas veces, todos los artculos con que
entran en contacto con el Au tambin se procesan para obtener tanto Au como sea
posible. Durante el proceso de reciclado de este metal, se colecciona cualquier
"impureza", como cobre y plata, que se recuperan a travs de los diferentes mtodos ya
existentes(52, 53, 54).
Otra fuente de reciclado de Au, se encuentra