Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria de Título se estudió la recuperación de cobre y cinc desde
soluciones acuosas ácidas que simulan drenajes ácidos de mina y aguas residuales
industriales, mediante la metodología de microencapsulación de extractantes no
específicos. Las microcápsulas se prepararon mediante polimerización in situ en suspensión
vía radicales libres, empleando en la conformación de la matriz polimérica una proporción
de divinilbenceno-estireno previamente establecida. Se inmovilizó en ellas distintos tipos
de extractantes incluyendo los compuestos de tipo ácido-fosforados PC-88A y D2EHPA, el
compuesto quelante LIX 84-I, los extractantes básicos intercambiadores de aniones Aliquat
336, Alamine 336 y TOA y los compuestos neutros solvatantes TOPO y TBP. El estudio se
dividió en dos partes:
1) Microencapsulación del extractante PC-88A, cuya síntesis resultó ser sencilla y de alta
eficiencia, aumentando el rendimiento a medida que se incrementa el contenido de
extractante. Se observó además que al aumentar la velocidad de agitación en el reactor se
reducía el tamaño de las microesferas obtenidas. La determinación del extractante
encapsulado fue efectuada por titulación potenciométrica y la caracterización física de las
microesferas se realizó, entre otras metodologías, mediante microscopía electrónica de
barrido (SEM). Resultados de pruebas de adsorción metalúrgica en soluciones ácidas
indicaron una mejor extracción de cinc respecto a cobre, tanto en sus aspectos de equilibrio
como cinéticos. Se constató que el proceso de quimiosorción de Cu y Zn con estas
microcápsulas se rige por un modelo cinético de pseudo-segundo orden.
2) Microencapsulación de otros extractantes: la producción de microesferas resultó ser de
alta eficiencia para el extractantes ácido D2EHPA, los de solvatación TOPO y TBP y la sal
de amonio cuaternaria Aliquat 336. Se obtuvieron menores rendimientos con los
compuestos básicos Alamine 336 y TOA y no se lograron microesferas con el extractante
quelante LIX 84-I. Se observó una muy buena adsorción de Zn con las microcápsulas
sintetizadas con D2EHPA, en cambio la de ambos metales con los compuestos solvatantes
TOPO y TBP resultó ser de baja eficiencia. También se obtuvo una alta extracción de
Zn(II) con Aliquat 336 desde una solución acuosa de alta concentración de cloruro al
predominar en ella las especies aniónicas extraíbles ZnCl4
2-.
Como conclusión global se puede indicar que la metodología de microencapsulación de
extractantes es muy promisoria, atractiva y de gran potencial en hidrometalurgia / It is studied the recovery of copper and zinc from acid aqueous solutions that
simulate acidic mine drainage and industrial residual waters, by a non-specific extractants
microencapsulation method. The microcapsules (MCs) were prepared by in situ free-radical
polymerization. The polymeric matrix was conformed by a divinylbenzene-styrene
structure selected from a former study. It were immobilized in the microcapsules several
types of extractants including the acid alkyl-phosphorous compounds PC-88A and
D2EHPA, the chelating extractant LIX 84-I, the anion-exchanger basic compounds Aliquat
336, Alamine 336 and TOA and the solvating neutral compounds TOPO and TBP. The
study was divided in two sections:
1) Microencapsulation of the extractant PC-88A, whose synthesis resulted to be simple and
highly efficient being observed that the yield of microcapsules increased as the content of
extractant did it. It was also observed that the size of MCs was reduced as the stirring speed
during the synthesis was augmented. The determination of the extractant retained in the
MCs was carried out by a potentiometric method and the physical characterization pf the
microspheres was accomplished, among other methodologies, by scanning electron
microscopy (SEM). Metallurgical adsorption tests carried out in acid solutions indicate a
better extraction of Zn(II) with respect to Cu(II), as much as in their equilibrium and
kinetics aspects. It was verified that the chemisorption process of both metals onto the MCs
is governed by a pseudo-second-order kinetics model.
2) Microencapsulation of other extractants: The production of microspheres presented a
high performance for the extractants D2EHPA, TOPO, TBP and the quaternary ammonium
salt Aliquat 336. It was obtained lower yields when using the basic compounds Alamine
336 and TOA and it were not achieved microcapsules with the compound LIX 84-I. It was
observed a good adsorption of zinc with MCs with D2EHPA, but the extraction of both
metals (Cu and Zn) using TOPO and TBP was low. It was also accomplished a high
extraction of Zn(II) with microspheres with Aliquat 336 from an high chloride contentaqueous
solution due probably to the existence in it of extractable ZnCl4
2- anionic species
of this metal.
As a global conclusion, it can be noted that this methodology of microencapsulation
of extractants is highly promising and attractive, presenting a huge potential in
hydrometallurgy
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105276 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Canales Vera, Juan Patricio |
| Contributors | Basualto Flores, Carlos, Valenzuela Lozano, Fernando, Sapag Hagar, Jaime, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química |
| Publisher | Universidad de Chile, Programa Cybertesis |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Canales Vera, Juan Patricio |
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