Estudio preliminar de lixiviación de metacaolinita en medio ácido, en un recipiente cerrado

PINNA, ELIANA GUADALUPE; SUAREZ, DANIELA; ROSALES GUSTAVO DANIEL; RODRIGUEZ MARIO H.

Rosario

Congreso; Congreso Binacional SAM/CONAMET; 2011

Instituto de Física Rosario IFIR- CONICET-UNR, la Facultad de Cs Exactas, Ingeniería y Agrimensura de Rosario FCEIA-UNR y la Universidad Tecnológica Nacional Regional San Nicolás FRSN-UTN

El aluminio es un elemento muy abundante en la corteza terrestre (8%). Normalmente, se encuentra como óxido e hidróxido de aluminio, combinados con óxidos de otros metales y con sílice, ya que es muy reactivo como para encontrarse en estado libre. El aluminio posee una gran cantidad de aplicaciones industriales, ya sea como material estructural de aviones, automóviles, tanques, buques y bicicletas; en armazones de edificios; en embalajes de alimentos; en carpintería metálica; en líneas eléctricas; en recipientes criogénicos; como combustible sólido de cohetes espaciales y como aditivo para aumentar la potencia de los explosivos. Otra aplicación importante es en la producción de sulfato de aluminio, el cual tiene diversos usos: mordiente de pigmentos en la industria textil; clarificante en la industria del aceite; materia prima para la obtención de sales en la industria química y también en las industrias papelera, del caucho, del cuero, etc. Las dos terceras partes de la producción total de Al2(SO4)3 son usadas como floculante para el tratamiento de aguas, ya sean destinadas al consumo humano o bien para mejorar la calidad de los efluentes industriales y/o cloacales. Actualmente, la fuente casi exclusiva de Al para uso industrial, es la bauxita. Esta roca, producto de la erosión de rocas madres silicatoalumínicas, es rica en aluminio (del 20 al 30% en masa) y está formada por hidróxidos de aluminio (hidrargilita-gibbsita Al(OH)3, bohemita AlOOH y diasporita AlOOH), óxidos de hierro y titanio, y también ácido silícico (caolinita y cuarzo). Actualmente, la mayor parte de la minería de bauxita está situada en el Caribe, Australia, Brasil y África, porque la que ocurre en Europa es más difícil de disgregar. En nuestro país podemos encontrar Al en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas), fuentes que no son aprovechadas debido tal vez a los altos contenidos de impurezas, como por ejemplo Fe, etc.Esta investigación tiene como objetivo estudiar las variables operativas que afectan la disolución de metacaolinita en medio ácido, en un recipiente cerrado y a temperaturas inferiores a las del punto de ebullición del agua. De esta manera se pretende estudiar una vía alternativa a la industrial para la obtención de aluminio, con la finalidad de obtener información acerca de un nuevo proceso, que cuente con ventajas ambientales y económicas, aprovechando recursos mineros de la región que eviten la importación de minerales y utilizando un recipiente cerrado.En este trabajo se presentan los resultados preliminares de los ensayos de disolución de metacaolinita, utilizando diferentes medios lixiviantes. Los disolventes utilizados fueron solución acuosa de H2SO4 y de HF y una mezcla de HF-H2SO4. Los experimentos se llevaron a cabo en las siguientes condiciones: temperatura, entre 35 y 75ºC; tiempo de reacción, entre 15 y 120 min; concentración del agente lixiviante: HF, entre 6 y 12% v/v y H2SO4, entre el 10 y 30% v/v. Las demás variables operativas fueron mantenidas constantes en los siguientes valores: velocidad de agitación, 300 rpm; volumen total de agente lixiviante, 250 ml. y relación sólido líquido, 2% p/v. La caolinita utilizada en este trabajo es del tipo comercial, extraída de la Mina Chequén, situada en la provincia de Chubut. A partir de la misma se obtuvo la metacaolinita mediante la calcinación a 600°C durante 2 horas.La composición química de la caolinita fue determinada por termogravimetría de lectura continua (TG) [6]. La técnicas de caracterización de la caolinita y de sus productos sólidos de reacciónfueron: DRX, SEM y EDS. Los resultados obtenidos por TG, muestran que el mineral tiene altos contenidos de caolinita y, en los obtenidos por DRX de la muestra sin calcinar, se observa la presencia de caolinita y cuarzo como ganga que acompaña al mineral; luego de la calcinación, el difractograma de la muestra mostró solo la presencia de cuarzo, debido a que la estructura de la metacaolinita es amorfa.Los resultados obtenidos hasta el momento en el proceso de disolución de la muestra en medio ácido, indican que el aumento de la concentración del agente lixiviante y de la temperatura, favorecen la reacción de disolución de la metacaolinita. En cuanto al tiempo de reacción, el comportamiento depende de la concentración del agente lixiviante y de la temperatura; es decir, trabajando a bajas concentraciones de ácido/s y a baja temperatura, el aumento del tiempo de reacción favorece la disolución del mineral; en cambio, a altas concentraciones de la solución lixiviante y a alta temperatura, el aumento del tiempo de reacción no tiene marcada influencia sobre la reacción de disolución del mineral.La mejor disolución de la metacaolinita, con una recuperación mayor al 94%, se obtuvo trabajando a una temperatura de 75°C, con una mezcla de HF (12%)-H2SO4 (10%) v/v, en un tiempo de reacción de 60 minutos, con una velocidad de agitación de 300 rpm y una relación sólido-líquido del 2% p/v. Cabe destacar, que se obtienen importantes disoluciones del mineral, mayores al 70%, trabajando a menores temperaturas y concentraciones del o los agentes lixiviantes, manteniendo fijos los valores de las demás variables operativas. El análisis por DRX no mostró formación de nuevas estructuras cristalinas; es decir, en el residuo se observa la presencia de cuarzo.