Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales
Departamento: Mineria
Área: Mineria
(Programa del año 2017)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 15/03/2017 14:51:44)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
HIDROMETALURGIA TEC.PROC.MINER. 11/13 2017 1° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
MARCHEVSKY, NATALIA JUDITH Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
BARROSO QUIROGA, MARIA MARTHA Prof. Colaborador JTP Semi 20 Hs
VIDAL TREBER, JUAN ANTONIO Auxiliar de Práctico A.1ra Simp 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total C - Teoria con prácticas de aula Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
60 Hs.  Hs.  Hs.  Hs. 4 Hs. 1º Cuatrimestre 14/03/2017 24/06/2017 15 60
IV - Fundamentación
La inclusión de la asignatura Hidrometalurgia, en el plan de estudio de la carrera Tecnicatura Universitaria en Procesamiento de minerales esta justificada a partir de la temática especial que ella trata; a saber: operaciones de lixiviación, biolixiviación, adsorción, precipitación y electro deposición de los metales extraídos.
Los metales y minerales de importancia comercial se encuentran solo muy raras veces en el estado natural en formas y grados
de purezas que su utilización práctica exige, pues, casi sin excepción están mezclados, con otros de diferente valor. Por tanto tenemos que proceder a separarlos de estas sustancias desprovistas de valor a través de métodos físicos o procedimientos químicos.
Si el proceso de recuperación de componentes valiosos de la matriz rocosa se produce por medio de reacciones químicas en
solución acuosa, se define entonces la hidrometalurgia. En la actualidad también se aprovechan los microorganismos para
producir esta separación a través de los procesos bio-hidrometalúrgicos.
Así es como, para llegar a estas etapas de concentración de los minerales y/o de recuperación de metales hace falta
acondicionar o adecuar los minerales granulométricamente mediante la trituración, clasificación y molienda, de una forma
susceptible a ser atacado por las soluciones lixiviantes empleadas para cada caso.
Las unidades temáticas a desarrollar están basadas en los contenidos mínimos del plan docente que se encuentra actualmente
vigente, correspondiente a la carrera Tecnicatura Universitaria en Procesamiento de Minerales.
V - Objetivos
El objetivo general de esta materia, es proveer los medios necesarios para que los alumnos, puedan conocer los diferentes procesos de separación de minerales y etapas que hacen a la hidrometalurgia.
VI - Contenidos
Unidad 1: Fundamentos de la hidrometalurgia
Geología, explotación minera y metalurgia extractiva. Hidrometalurgia: una rama de la metalurgia extractiva. Campo de acción de la hidrometalurgia. Hidrometalurgia vs Pirometalurgia.

Unidad 2: Contexto y práctica de la lixiviación
Formación de yacimientos y estado natural de los minerales. Influencia de las especies mineralógicas en la lixiviación. Importancia de las especies de la ganga en la lixiviación. Geoquímica del hierro. Geoquímica del ácido sulfúrico. Métodos de lixiviación (in situ, botaderos, pilas, bateas inundadas, agitación). Selección de un método de lixiviación.

Unidad 3: Lixiviación de metales
Ocurrencia mineralógica del oro. Propiedades físicas del oro. Química del oro en medio acuoso. Lixiviación del oro y de la plata con cianuro. Lixiviación del oro y de la plata con tiourea. Recuperación de metales nobles del Grupo del Platino. Lixiviación de cobre y Níquel con Soluciones Amoniacales.

Unidad 4: Lixiviación de minerales oxidados
Lixiviación de minerales oxidados en ausencia de Modificadores Redox. Lixiviación de minerales oxidados en presencia de agentes oxidantes. Lixiviación de minerales oxidados en presencia de agentes reductores. Sinopsis de la lixiviación de minerales oxidados.

Unidad 5: Lixiviación química de minerales sulfurados
Manejo del azufre en la lixiviación de sulfuros. Lixiviación de especies sulfuradas en ausencia de oxidantes. Lixiviación de especies sulfuradas en ambiente oxidante. Uso de oxígeno como oxidante para la lixiviación de sulfuros. Uso de ácido sulfúrico concentrado para la lixiviación de sulfuros. Uso de ácido nítrico concentrado para la lixiviación de sulfuros. Uso de cloruro cúprico como oxidante para la lixiviación de sulfuros. Uso de cloro y de hipoclorito para la lixiviación de sulfuros. Síntesis de la lixiviación de minerales y concentrados sulfurados.

Unidad 6: Biolixiviación de minerales sulfurados
Las bacterias y su acción sobre los minerales. Características principales de las bacterias mesófilas. Reacciones del ciclo natural de lixiviación de sulfuros. Aplicaciones industriales recientes de la biolixiviación. Biolixiviación aplicada a minerales sulfurados. Biolixiviación de concentrados en bio-reactores agitados.

Unidad 7: Adsorción con carbón activado – CA
Primeras aplicaciones del CA en Hidrometalurgia. Obtención y propiedades del Carbón Activado. Etapas del proceso de carbón activado aplicado al oro y la plata.
Mecanismos de la etapa de carga del carbón o adsorción. Influencia de la química de la cianuración sobre la adsorción. Equilibrio y cinética de la etapa de adsorción. Factores físicos y químicos que afectan la eficiencia de la adsorción. Procedimientos de descarga o elución del carbón. Comparación de los métodos de elución disponibles. Factores físicos y químicos que afectan la eficiencia de la elución. Reactivación del carbón.

Unidad 8: Intercambio iónico con resinas sólidas – IX
Aplicación del proceso de IX en hidrometalurgia. Principios generales del intercambio iónico. Preparación y variedad de resinas de intercambio iónico. Utilización de resinas en hidrometalurgia. Mecanismos y características de las resinas de intercambio iónico. Equilibrio y selectividad en la etapa de carga de la resina. Selectividad en la etapa de elución. Cinética del intercambio iónico con resinas sólidas. Operatoria del contacto de la resina de IX con la solución. Algunas aplicaciones de IX en hidrometalurgia.

Unidad 9: Extracción por solventes – SX
Objetivos del proceso de EX. Características esenciales del reactivo extractante orgánico. Clasificación general de los reactivos orgánicos de SX. Características del diluyente para extracción por solvente. Modificadores. Características de la solución acuosa que afectan al proceso de SX. Partes constitutivas esenciales del proceso de SX. Aplicación del proceso SX para la recuperación de cobre.

Unidad 10: Precipitación con metales
Termodinámica del proceso de cementación. Cinética del proceso de cementación. Efecto de otras reacciones relevantes. Cementación de cobre con chatarra de hierro. Cementación de oro y plata desde soluciones de cianuro.

Unidad 11: Precipitación por electrólisis
Primeras aplicaciones de la electricidad en la metalurgia extractiva. Definiciones y conceptos fundamentales. Procesos de electrodos. Aplicación de la electrólisis para la recuperación de metales.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
TP N° 1- Fundamentos de la hidrometalurgia
1) Enumere las ventajas y desventajas relativas que tienen las principales disciplinas (Hidrometalurgia y pirometalurgia) de la metalurgia extractiva.

TP N° 2- Contexto y práctica de la lixiviación
1) Realizar una síntesis de los diferentes métodos de lixiviación asumiendo las diferencias en sus condiciones operacionales y de inversión.
2) Definir los principales parámetros que permiten la selección de un método de lixiviación determinado.

TP N° 3- Lixiviación de metales
1) Resumir los antecedentes sobre el proceso de cianuración en la obtención del oro y plata y los métodos de recuperación de sus soluciones.
2) Realizar un resumen que contenga los antecedentes principales y mecanismos de disolución de la lixiviación de oro y plata con tiourea.

TP N° 4- Lixiviación de minerales oxidados
1) Describir el proceso la lixiviación oxidante de minerales oxidados de uranio en medio ácido y alcalino, haciendo énfasis a los mecanismos de disolución.

TP N° 5- Lixiviación química de minerales sulfurados
1) Describa algunas de las aplicaciones que encuentran las sales férricas (como oxidante) para la lixiviación de sulfuros.
2) ¿En qué consiste el “curado ácido”? ¿A qué minerales se aplica?

TP N° 6- Biolixiviación de minerales sulfurados
1) Detalle qué funciones cumplen los microorganismos en los procesos de biolixiviación.
2) Describa las principales aplicaciones industriales que tienen estos procesos.

TP N°7- Adsorción con carbón activado – CA
1) Realizar un breve resumen de las aplicaciones del CA en la hidrometalurgia. Describir las diferentes etapas (carga, descarga y regeneración) involucradas en el proceso de CA aplicado a la recuperación de oro y plata a partir de soluciones cianuradas.

TP N°8- Intercambio iónico con resinas sólidas – IX
1) Mencione cuáles son las ventajas que potencialmente se obtienen al usar las resinas de intercambio.
2) Describa brevemente qué técnicas de contacto existen para la operatoria de estos sistemas (resina de IX con solución rica).

TP N°9- Extracción por solventes – SX
1) Detalle los principales objetivos del proceso de extracción por solventes.
2) Realice una representación gráfica de la capacidad de carga operacional efectiva que es posible obtener en la práctica con un reactivo determinado.

TP N°10- Precipitación con metales
1) ¿Qué es el proceso de cementación?
2) Describa el proceso de cementación de oro y plata desde soluciones cianuradas.
3) Realice un diagrama esquemático de las principales etapas del proceso Merrill-Crowe.

TP N°11- Precipitación por electrólisis
1) Describa en qué consiste el proceso de electro-obtención (EW). ¿Qué metales se recuperan principalmente por esta vía?
2) Detalle en qué consiste el proceso de electro-refinación (ER).

VIII - Regimen de Aprobación
Para regularizar se requiere el 80 % de asistencia a las clases teórico-prácticas, la aprobación del 100% de los trabajos prácticos y la aprobación de 2 (dos) parciales con una nota superior a 4 (cuatro).
Para promocionar se requiere el 80 % de asistencia a las clases teórico-prácticas, la aprobación del 100% de los trabajos prácticos y la aprobación de 2 (dos) parciales con una nota superior a 7 (siete).
Recuperaciones: Se darán en total 2 (dos) recuperaciones para los parciales. Los alumnos que presenten certificado de trabajo podrán acceder a una recuperación más por cada parcial.
Evaluación con examen final: podrá ser escrito u oral de acuerdo a la disposición de la cátedra para ese turno de mesa de examen. Previamente el alumno deberá presentar la carpeta completa de trabajos prácticos realizados en clase.
IX - Bibliografía Básica
[1] Domic, E. (2001). Hidrometalurgia: Fundamentos, procesos y aplicaciones. Chile, Andros Impresos.
[2] Habashi, F. (1980). Principles of extractive metallurgy (Vol. 2), 2nd Ed., CRC Press.
X - Bibliografia Complementaria
[1] Habashi, F. (2005). A short history of hydrometallurgy. Hydrometallurgy, 79(1), 15-22.
[2] Biswas, A. K., & Davenport, W. G. (2013). Extractive Metallurgy of Copper: International Series on Materials Science and Technology (Vol. 20). Elsevier.
[3] Costa, M. C. (1997). Hydrometallurgy of gold: New perspectives and treatment of refractory sulphide ores. Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, 63-72.
[4] Vera, M., Schippers, A., & Sand, W. (2013). Progress in bioleaching: fundamentals and mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation—part A. Applied microbiology and biotechnology, 97(17), 7529-7541.
[5] Pradhan, N., Nathsarma, K. C., Rao, K. S., Sukla, L. B., & Mishra, B. K. (2008). Heap bioleaching of chalcopyrite: a review. Minerals Engineering, 21(5), 355-365.
[6] Gamboa, G. V., Noyola, M. M., & Valdivieso, A. L. (2005). Fundamental considerations on the mechanisms of silver cementation onto zinc particles in the Merril–Crowe process. Journal of colloid and interface science, 282(2), 408-414.
[7] Abbruzzese, C., Fornari, P., Massidda, R., Veglio, F., & Ubaldini, S. (1995). Thiosulphate leaching for gold hydrometallurgy. Hydrometallurgy, 39(1), 265-276.
[8] Kondos, P. D., Deschenes, G., & Morrison, R. M. (1995). Process optimization studies in gold cyanidation. Hydrometallurgy, 39(1-3), 235-250.
[9] McDougall, G. J., Hancock, R. D., Nicol, M. J., Wellington, O. L., & Copperthwaite, R. G. (1980). The mechanism of the adsorption of gold cyanide on activated carbon. J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 80(9), 344-356.
XI - Resumen de Objetivos
Conocer los diferentes procesos de separación de minerales y etapas que hacen a la hidrometalurgia.
XII - Resumen del Programa
Separación de los minerales por lixiviación y/o biolixiviación. Termodinámica de los procesos. Recuperación de metales por absorción y/o adsorción, precipitación y electro deposición, teniendo en cuenta los criterios de procesos establecidos. Hidrometalurgia del oro, plata, uranio y cobre.
XIII - Imprevistos
No se prevén. Si surgen se tratarán de resolver en la medida que ocurran.