Procesos Del Cobalto 686t2v

“Hidrometalurgia del Cobalto” Integrantes: Kevin Acosta Marcelo Colque

Paulina Morales Freddy Rodríguez Profesor: Miguel Gallardo Olivares Asignatura: Tratamiento de Soluciones

Tabla de Contenidos  Introducción  Objetivos: Generales y específicos  Antecedentes Generales del Cobalto  Hidrometalurgia del Cobalto: -Lixiviación -Extracción por solventes -Electro-obtención -Diagrama del Proceso  Complementario: SX de Co-Ni proveniente de lateritas  Contexto nacional: Situación del Co en Chile  Conclusiones  Bibliografía

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Introducción

¿Qué es la Hidrometalurgia?

Trituración y Molienda

Figura N°1: Mineral de Cobaltita

Lixiviación

Extracción por solventes

ElectroObtención

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Introducción ¿Qué es el Cobalto (Co)?

Metal de transición

Lugar 30 en abundancia en corteza terrestre

Asociado a Níquel, en Mx: Esmaltita, Cobaltina y Eritrita

Producción mundial de 123.000( t/año)

En feb. 2018 36,97 US$/lb

Aumento en la demanda por autos eléctricos

Figura N°2: Tabla periódica. Forma de encontrar en la naturaleza el Co, junto a hierro, cobre y níquel.

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Objetivos Objetivo General: • Conocer el proceso hidrometalurgico del Cobalto. Objetivos Específicos: • Comprender las diferentes etapas que componen el proceso hidrometalurgico del cobalto • Dar a conocer un método complementario para su extracción por solventes • Entender su importancia como elemento extraíble.

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Antecedentes Generales: Reservas y Usos.

Figura N°3. Reservas Mundiales de Cobalto. (en toneladas métricas) (Fuente: Statista, 2017).

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Antecedentes Generales: Reservas y Usos.

Figura N°4. Ranking de los principales países productores de Cobalto . (en toneladas métricas) (Fuente: Statista, 2017).

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Antecedentes Generales: Reservas y Usos. • Siglo XVI, para dar color a los vidrios. • Al ser un elemento duro, fuerte y resistente a la oxidación, el cobalto de usa en:  Aleaciones, Acero/Cobalto, para producción de imanes permanentes.  Súper Aleaciones, térmicamente muy resistentes que contienen cobalto se usan para : motores, turbinas de los aviones, válvulas de motor y baterías de ion litio. Figura N°5. Batería de Ion de litio, Uno de sus principales destinos. (www.mineriaenlinea.com, 2016)

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Lixiviación LIXIVIACIÓN POR OXIDACIÓN 𝐶𝑢2 𝑆 + 2𝑀𝑛𝑂2 + 4𝐻2 𝑆𝑂4 → 2𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 𝑆 + 4𝐻2 𝑂 𝑍𝑛𝑆 + 𝑀𝑛𝑂2 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝑍𝑛𝑆𝑂4 + 𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 𝑆 + 2𝐻2 𝑂

𝐶𝑜𝑆 + 𝑀𝑛𝑂2 + 2𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝐶𝑜𝑆𝑂4 + 𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 𝑆 + 2𝐻2 𝑂 REDUCCIÓN DE LIXIVIACIÓN

𝑀𝑛𝑂2 + 𝑆𝑂2 → 𝑀𝑛𝑆𝑂4

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Conminucion 𝐻2 𝑆𝑂4

𝑆𝑂2

𝐻2 𝑆𝑂4

Lixiviación por oxidación Reducción de Lixiviación

EO Cobre SX Cobre

𝑁𝑎2 𝐶𝑂3

Filtrado de Hierro (etapas 1 y 2)

lavado

Remoción de Hierro (Etapas 1 y 2)

Caliza y aire

Cobalto y Zinc para SX

Separación de Manganeso por SX (Versa tic 10 (Shell) y LIX 63) Sulfato Zinc Cristalizado (Evaporación)

Sulfato de Zinc

𝐻2 𝑆𝑂4 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3

Remoción de Zinc (Cyanex 272) PH:4,5

Cobalto SX (Cyanex 272)

𝐻2 𝑆𝑂4

EO

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SX de Cobalto: Concentrados Cu-Zn-Co EXTRACCIÓN DE COBALTO:

𝐶𝑜𝑆𝑂4 𝑎𝑐 + 2𝐻𝑅 𝑜𝑟𝑔 + 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 𝑠 → 𝐶𝑜𝑅2 𝑜𝑟𝑔 + 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 𝑎𝑐 + 𝐶𝑂2 (𝑜𝑟𝑔) RE-EXTRACCIÓN DE COBALTO:

𝐶𝑜𝑅2 𝑜𝑟𝑔 + 𝐻2 𝑆𝑂4 ac → 𝐶𝑜𝑆𝑂4 𝑎𝑐 + 2𝐻𝑅(𝑜𝑟𝑔)

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Reactivo Extractante, SX Cyanex 272

Figura N°6 : extractante.

Tabla N°1: Efecto del Ph para la extracción de cobalto sobre la selectividad de éste, en medio sulfatado. % EXTRACCIÓN

Equilibrio Ph

21,5

3,8

43,7

4,2

88,0

5,3

96,7

5,7

100

6,1

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Electroobtención del cobalto

Alimentación: -66,7 g/L de Co. -120 g/l Na2CO3 -0,07g/L Mn

Figura N°7:Configuracion de electroobtención del cobalto escala de laboratorio. (fuente:(Lu, Dreisinger, and Glück 2018)

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Electroobtención del cobalto

Efecto de impurezas orgánicas en el electrolito.

Figura N°8:(a) sin carbón activado tratamiento (3 h de la deposición) y (b) tratado con 4 g / L Norit SXUltra carbón activado (6 h de la deposición). Condiciones: 65 ° C, pH 3.5 y 435 A / m 2 . (fuente:(Lu, Dreisinger, and Glück 2018))

Figura N°9:(a) sin carbón activado tratamiento (4 h de la deposición) y (b) tratado con 4 g / L Norit SX-Ultra carbón activado (6 h de la deposición). Condiciones: 65 ° C, pH 3.5 y 435 A / m 2 . (fuente:(Lu, Dreisinger, and Glück 2018))

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Electroobtención del cobalto

Efecto de la temperatura del electrolito.

Figura N°10: Botones de cobalto producidos a partir de la solución preparada con sulfato de cobalto de Alfa Aesar a (a) 60 ° C y (b) 55 ° C bajo las condiciones de 435 A / m 2 , pH 3.5 y 1 día de deposición. (fuente:(Lu, Dreisinger, and Glück 2018))

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Electroobtención del cobalto

Efecto del pH

Figura N°11: Botones de cobalto producidos a partir de la solución preparada con sulfato de cobalto de Alfa Aesar en (a) pH 3.0 y (b) pH 2.5 en las condiciones de 55 ° C, 435 A / m 2 y 1 día de deposición fuente:(Lu, Dreisinger, and Glück 2018)

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Material Complementario: SX de Cobalto: Proveniente desde Laterita (Ni-Co) Primera etapa de SX: PLS

SX Níquel-Cobalto (Versatic 10) pH: 7,26

Lavado con Ác. Sulfúrico diluido (Eliminar Ca y Mg) pH: 5,6

Re-extracción pH: 0,75

Co, Mn y Ni para segunda SX

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Material Complementario: SX de Cobalto: Proveniente desde Laterita (Ni-Co) Segunda etapa de SX: Lavado con sales de Co (eliminar el Mn, Ni, Ca, Mg )

Re-extracción con ác. Sulf.pH:1,0 (eliminar el Mn)

SX de Cobalto (Cyanex 272) pH: 4,8

EO de Níquel

EO de Cobalto

Co Metálico

Ni Metálico

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Contexto nacional: Situación del Co en Chile • El despertar del Litio en Chile, ha originado el interés de forma colateral de la explotación de Cobalto para el mercado de las baterías recargables. • Se ha encontrado de tres formas en nuestro país: como yacimientos de Co primario, subproducto del cobre y material en los relaves.

Figura N°12 : La cobaltera, Región de Atacama. (fuente: www.mch.cl)

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Contexto nacional: Situación del Co en Chile • Potenciales Yacimientos para su extracción : distritos la cobaltera, Carrizal Alto y Zapallo (Vallenar) y en Tambillos-Minilla (Coquimbo). • La capacidad de producción de cobalto desde yacimientos primarios esta proyectada para llegar a ser de 15.000-20.000 ton/mes. (Townley, 2017)

Figura N°13:Mineral de cobalto.(fuente: Townley, 2017)

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Conclusiones • Los procesos de extracción del Boleo quedan como posibles líneas de procesamiento en caso de que se descubran nuevos yacimientos cupríferos, que en su composición presenten el Co para su explotación. • Por otro lado, se instala como un desafío a futuro en Chile, el desarrollar una línea de procesamiento y recuperación metalúrgica del cobalto que justifique la inversión y el costo operacional del mismo.

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Bibliografía • TOWNLEY, Brian, DÍAZ, Alejandro, LUCA, Rodrigo. “RECURSOS MINERALES POR COBALTO EN CHILE POTENCIAL DE EXPLORACIÓN & EXPLOTACIÓN MINERA CORFO”. Informe preliminar Comisión de minería no metálica. Universidad de Chile, Santiago, Chile. 2017 • DÍAZ, Elizabeth, HURTADO, Andrés. MECANISMOS DE EXTRACCIÓN DE COBALTO DESDE ESCUTERUDITA Y NÓDULOS DE MANGANESO, Seminario para optar al titulo de Ingeniero de ejecución en metalurgia. Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile. 2018. • LU, Jianming, DREISINGER, David, GLUCK, Thomas. Electroobtención de cobalto: una investigación sistemática para la producción de cobalto electrolítico de alta calidad. Departamento de Ingeniería de Materiales, Universidad de British Columbia, Vancouver, Canadá. 2018.

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Bibliografía • MUAMMER, Kaya, TANLEGA, Zela, KURSUNOGLU, Sait, “Proceso de extracción de solventes para la recuperación de níquel y cobalto de la solución de lixiviación de laterita de Caldag”. Universidad Abdullah Gul, Departamento de ciencia de los Materiales y Nanotecnología. 2017. • DREISINGER, David, MURRAY, William, “El desarrollo metalurgico del Boleo Proyecto de Co-Zn-Cu”. Revista Técnica de Servicios SGS. 2005. • Lu, J., Dreisinger, D., & Glück, T. (2018). Cobalt electrowinning – A systematic investigation for high quality electrolytic cobalt production. Hydrometallurgy, 178, 19–29. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2018.04.002 • .

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Paulina Morales Freddy Rodríguez Profesor: Miguel Gallardo Olivares Asignatura: Tratamiento de Soluciones