Publication: Mejoramiento del blanqueamiento de caolines, mediante el uso de técnicas electrometalúrgicas para el control termodinámico y cinético en la formación de complejos de hierro en medio acuoso.
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Date
2008
Authors
Bustamante Rúa, Moisés Oswaldo
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Abstract
Se presenta una propuesta de investigación que propone una metodología para el análisis, comprensión y optimización del proceso de blanqueo de caolines, procedentes de la Unión-Antioquia y propiedad de la empresa Minerales industriales.
Dado que una alternativa para blanquear caolines, consiste en someter el mineral caolinitico a un proceso de lixiviación hidrometalúrgica, en el cual se disuelven los minerales que aportan color ("iron bearing"), y los cuales a su vez están adsorbidos sobre la superficie de la caolinita, es razonable asumir que este proceso es de fuerte control electrometalúrgico.
Una de las reacciones que se acoplan en la disolución de minerales de hierro aportantes de color, es la oxidación de hierro férrico a hierro ferroso, asumiendo que los complejos de este último se mantienen en solución acuosa y pueden ser retirados mediante el uso de operaciones de separación solido-liquido (por ejemplo filtración). Sin embargo, se tiene evidencia de que a pesar de que el proceso de blanqueo sea conducido correctamente, y los niveles de extracción de hierro sean elevados en la lixiviación, el mineral en las fases siguientes del proceso nuevamente se colorea parcialmente y en algunos casos las arcillas caoliniticas sometidas a este proceso no alcanzan grados de blancura deseados, lo que indica que existen serios obstáculos para que los complejos de Fe ferroso se mantengan en solución acuosa y favorezcan la precipitación de complejos de Fe férrico.
Lo anterior conduce a que el estudio de los potenciales del electrodo de los agentes reductores y oxidantes, dentro de un escenario electrometalúrgico, dará información acerca de los procesos anódicos y catódicos y de la reversibilidad sobre todo del proceso catódico Fe(3+)/Fe(2+), el cual sería el causante de la recolocación de caolinita en los procesos posteriores a la lixiviación.
Además, es posible evitar la reversibilidad del proceso catódico, a la luz del control de los potenciales mixtos del sistema redox no-equilibrado, lo que implicaría diseñar uno o varios escenarios de blanqueo favorables desde el punto de vista, tanto termodinámico como cinético, esto es, se deben replantear las regiones de estabilidad de los complejos del Fe ferroso en un diagrama Eh-pH, con fuertes variaciones de los potenciales de concentración, y estudio de sinergias por la presencia de diferentes minerales aportantes de hierro ("iron bearing"), los cuales serán analizados mediante curvas potenciostáticas y obligando al sistema a mantenerse en regiones fisicoquímicas favorables al acomplejamiento del Fe(2+) en solución acuosa.
El objetivo de esta investigación será entonces proponer uno o varios escenarios de lixiviación de los "iron bearing", no sin antes comprender y profundizar en el conocimiento de la fenomenología de la disolución a la luz de los fundamentos de la electrometalurgia, los cuales han sido poco usados en el proceso de blanqueo, como tal, dado que el conocimiento de este proceso ha sido fuertemente soportado por el uso de patentes y/o tecnologías adaptadas sin considerar las especificidades del mineral caolinitico y de los minerales aportantes de Fe.
En vista de lo anterior, la metodología es un trabajo experimental, apoyado fuertemente por los fundamentos teóricos y tecnológicos de la electrometalurgia, usando principalmente el concepto de los potenciales mixtos. Además de esto, la metodología involucra la construcción de un diagrama de Eh-pH para un sistema de blanqueo, identificando regiones de estabilidad de los complejos de Fe ferroso y férrico y las condiciones cinéticas de la lixiviación usando como primera aproximación la ley de Tafel.