Procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales.

Procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales por lixiviación mediante un agentede lixiviación acuoso,

caracterizado porque el agente de lixiviación contiene i) uno o varios ácidosalcanosulfónicos con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de ácidoalcanosulfónico a ácido sulfúrico entre 1 : 1.000 y 1 : 1 y/o ii) una mezcla de una o varias sales de ácidoalcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de sal de ácidoalcanosulfónico a ácido sulfúrico de 1 : 9 a 1 : 99.

Procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales La presente invención se refiere a un procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales por lixiviación mediante un agente de lixiviación acuoso, conteniendo el agente de lixiviación acuoso i) un ácido alcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico entre 1 : 1.000 y 1 : 1 y/o ii) una mezcla de una o varias sales de ácido alcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de sal de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico de 1 : 9 a 1 : 99. Es además objeto de la presente invención un agente de lixiviación acuoso que contiene uno o varios ácidos alcanosulfónicos y ácido sulfúrico y/o tensioactivo así como un agente de lixiviación acuoso que contiene una o varias sales de ácido alcanosulfónico, ácido sulfúrico y dado el caso tensioactivo.

El procedimiento conforme a la invención es adecuado por ejemplo para la obtención de cobre, para la producción de TiO2 o para la digestión de espato flúor (CaF2) para la producción de fluoruro de hidrógeno.

La minoría de los metales se presentan en la naturaleza en forma nativa. La mayoría se presentan catiónicamente como óxidos, sulfuros, arseniuros, halogenuros, carbonatos, fosfatos, sulfatos, etc. Se trata a este respecto de minerales o mezclas de minerales que contienen metales que están más o menos entrecrecidos con roca y que en caso de importancia económica se designan como mena.

Para obtener los elementos puros, los minerales y menas deben digerirse y extraer de ellos los metales. Una posibilidad consiste en el llamado “procedimiento de lixiviación” (“leaching”) , en el que los iones metálicos se extraen directamente de la mena mediante disoluciones ácidas o básicas. El agente de lixiviación que se utilice depende del tipo de mena y en como se presente en el correspondiente yacimiento. Para muchos tipos de mena ha dado buen resultado el ácido sulfúrico diluido (1 a 5% en peso) .

Este procedimiento puede utilizarse bien por ejemplo en menas pobres en cobre y productos de desecho que presenten un contenido de cobre de menos de 2% en peso, por ejemplo en las piritas tostadas que contienen cobre que se obtienen en la fabricación de ácido sulfúrico. Estos materiales de partida se tratan –en caso necesario después de tostación previa– con ácido sulfúrico diluido y a partir de la disolución de sulfato de cobre así obtenida se obtiene el cobre mediante otros pasos de procesamiento.

Habitualmente la extracción del cobre se realiza amontonando el material que contiene cobre y rociándolo entonces con ácido sulfúrico diluido desde arriba, de modo que el ácido sulfúrico diluido puede percolarse o trascolarse a través del material que contiene cobre. La lejía madre enriquecida en cobre se recoge en el fondo del montón y se conduce al posterior procesamiento.

Sin embargo el ácido sulfúrico diluido debe actuar hasta varias semanas sobre la mena de cobre para disolver cantidades satisfactorias de iones metálicos de la mena. En general los rendimientos de la obtención de cobre por este procedimiento son pequeños.

Un procedimiento para la digestión ácida de menas de cobre con bajo contenido de cobre está descrito en el documento US 4, 120, 935. A este respecto la mena de cobre se humedece con ácido sulfúrico concentrado y se espera al menos 3 días hasta el lavado de la mena con de 5 a 10 veces la cantidad de ácido sulfúrico de baja concentración.

En la solicitud alemana con el número DE 10 2004 063 500.5 se describe para el aumento del rendimiento la adición de tensioactivos al ácido sulfúrico diluido: los tensioactivos se eligen a este respecto de modo que estos en una concentración de 0, 01 a 0, 3% en peso en una solución acuosa de H2SO4 al 2% a 23 ºC conduzcan a una reducción del ángulo de contacto sobre vidrio tras 1 segundo de al menos 10º.

El documento EP 0 536 914 describe el uso de tensioactivos fluoroalifáticos de la fórmula general (Rf) n (Qx) Z, en la que Rf corresponde a un resto fluoroalifático, Q a una unidad de enlace y Z a un grupo hidrosoluble, en la obtención extractiva de cobre (n igual a 1 ó 2 y x es igual a 0 ó 1) mediante un agente de lixiviación que contiene ácido sulfúrico acuoso.

Son sin embargo inconvenientes de estos procedimientos conocidos las grandes cantidades de ácido sulfúrico que se necesitan para la separación del cobre de los materiales que contienen cobre, así como el rendimiento generalmente insuficiente en cobre durante la extracción, que habitualmente asciende a un 80% como máximo. Además la extracción requiere un considerable gasto de tiempo de entre algunos días a algunos meses.

Es objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento alternativo para la digestión ácida de 2

compuestos que contienen metales con ayuda de un agente de lixiviación acuoso. Entre otras cosas, en comparación con los procedimientos anteriormente descritos debe conseguirse un rendimiento incrementado de iones metálicos, referido al compuesto que contiene metal utilizado.

El objetivo se alcanza mediante un procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales por lixiviación mediante un agente de lixiviación acuoso, en el que el agente de lixiviación contiene i) uno o varios ácidos alcanosulfónicos con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico entre 1 : 1.000 y 1 : 1 y/o ii) una mezcla de una o varias sales de ácido alcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico de 1 : 9 a 1 : 99.

Una ventaja del procedimiento conforme a la invención es que la extracción de compuestos que contienen metales mediante una solución acuosa que contiene ácido alcanosulfónico y sulfúrico y/o una mezcla de sal de ácido alcanosulfónico y ácido sulfúrico conduce a rendimientos de iones metálicos claramente superiores que los que se encuentran en la extracción mediante ácido sulfúrico acuoso sin adición de ácido alcanosulfónico y/o sal de ácido alcanosulfónico. La digestión puede llevarse a cabo por consiguiente en menos tiempo y/o con menores cantidades de agente de lixiviación. Otra ventaja consiste en la muy amplia aplicabilidad del procedimiento conforme a la invención. Así pueden prepararse además de los metales también compuestos metálicos como TiO2, además por el procedimiento conforme a la invención para la producción de ácido fluorhídrico pueden digerirse por ejemplo compuestos que contienen CaF2. El uso de sales de ácido alcanosulfónico en mezcla con ácido sulfúrico ofrece además la ventaja de que pueden utilizarse provechosamente sales de ácido alcanosulfónico que se forman como productos de desecho en otros procedimientos químicos.

El procedimiento conforme a la invención es adecuado principalmente para la lixiviación de todos los compuestos que contienen metales en los que puede disolverse un metal por tratamiento con ácido sulfúrico a partir de los correspondientes compuestos, por ejemplo menas, roca o minerales. Los compuestos que contienen metales que pueden digerirse por el procedimiento conforme a la invención son por ejemplo óxidos, sulfuros, arseniuros, cloruros, carbonatos, fosfatos o fluoruros.

A las menas que contienen cobre oxídicas pertenecen por ejemplo el cobre oxidulado (cuprita) CuO2 rojo, la malaquita Cu2 (OH) 2 (CO3) (= “CuCO3·Cu (OH) 2”) verde y la azurita Cu3 (OH) 2 (CO3) 2 (= “2CuCO3·Cu (OH) 2”) azul, a las menas de cobre sulfurosas por ejemplo pirita de cobre (calcopirita) CuFeS2 (= “Cu2S·Fe2S3”) , mineral de pavo (bornita) Cu3FeS3 (= “3Cu2S·Fe2S3”) , cubanita CuFe2S3 y cobre vidrioso (calcosina) Cu2S. Otros metales que pueden obtenerse a partir de sus menas por extracción ácida son cinc, plomo, molibdeno, antimonio, bismuto, mercurio, cobalto o níquel.

Para la obtención de cinc se tuestan las menas de cinc (blenda de cinc, espato de cinc) antes de la lixiviación.

El lantano y los lantánidos pueden obtenerse mediante la lixiviación ácida conforme a la invención de cerita, monacita, turnerita y ortita.

A partir de menas de uranio por el procedimiento conforme a la invención puede obtenerse sulfato de uranilo, que se procesa ulteriormente dando uranio.

Preferentemente se digieren por el procedimiento conforme a la invención compuestos metálicos que contienen cobre, titanio, CaF2, cinc, plomo,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la digestión ácida de compuestos que contienen metales por lixiviación mediante un agente de lixiviación acuoso, caracterizado porque el agente de lixiviación contiene i) uno o varios ácidos alcanosulfónicos con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico entre 1 : 1.000 y 1 : 1 y/o ii) una mezcla de una o varias sales de ácido alcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo y ácido sulfúrico en una relación en peso de sal de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico de 1 : 9 a 1 : 99.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de ácido sulfúrico se encuentra entre el 0, 1 y el 50% en peso.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el agente de lixiviación contiene entre 0, 001 y 5% en peso de ácido alcanosulfónico.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ácido alcanosulfónico es ácido metanosulfónico.

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la sal de ácido alcanosulfónico es una sal de amonio, una alcalina o una alcalinotérrea.

6. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la sal de ácido alcanosulfónico es una sal del ácido metanosulfónico, en especial metanosulfonato de sodio.

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el agente de lixiviación contiene uno o varios tensioactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos o anfóteros.

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque el o los tensioactivos en una concentración total de 0, 1 a 0, 3% en peso en una solución acuosa de H2SO4 al 2% a 23 ºC conducen a una reducción del ángulo de contacto sobre vidrio tras 1 segundo de al menos 10º.

9. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el compuesto que contiene metal contiene cobre, titanio, CaF2, cinc, plomo, molibdeno, antimonio, bismuto, mercurio, cobalto, níquel, aluminio, lantano, lantánidos o uranio.

10. Procedimiento conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque el compuesto que contiene metal contiene cobre, titanio o CaF2.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el procedimiento sirve para la obtención de cobre.

12. Agente de lixiviación acuoso que contiene

a) 0, 001 - 50 % en peso de uno o varios ácidos alcanosulfónicos con un resto propilo, etilo o metilo, b) 0, 1 - 50 % en peso de ácido sulfúrico y c) 0 - 5 % en peso de uno o varios tensioactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos o anfóteros

encontrándose la relación en peso de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico entre 1 : 1.000 y 1 : 1.

13. Agente de lixiviación acuoso que contiene

a) 1 - 10 % en peso de una o varias sales de ácido alcanosulfónico con un resto propilo, etilo o metilo, b.

90. 99 % en peso de ácido sulfúrico y c) 0 - 5 % en peso de uno o varios tensioactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos o anfóteros

ascendiendo la relación en peso de sal de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico a 1 : 9 a 1 : 99.