Tratamento de licores com resinas trocadoras de íons

Transcrição

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2 Troca Iônica O fenômeno da troca iônica é usado pelo homem desde antes de Cristo Água de Marah êxodo XV, Aristóteles 330 BC...water loses part its salt content when percolating through certain sands foi utilizado para transformar água salgada em água doce em grande escala usando sílicas natural e sintéticas 1935 primeiros relatos de troca iônica por polímeros orgânicos O fenômeno da troca iônica pode ocorrer em: rochas, areias, solos, vidros, madeira, lã, algodão, etc.

3 Troca Iônica O processo de troca iônica é útil especialmente para tratar licores muito diluídos de metais, na ordem de 10 ppm ou menos

4 Troca Iônica Aplicações na Metalurgia Extrativa Recuperação de metais valiosos de licores por exemplo: urânio, vanádio, etc Separação de metais de licores provenientes da lixiviação de: - cobalto e níquel - zircônio e háfnio - terras raras - nióbio e tântalo - metais do grupo da platina (Ni, Pd e Pt)

5 Troca Iônica O que é um trocador iônico? Um trocador iônico é uma estrutura ou matriz que dispõe de uma carga elétrica positiva ou negativa, que é neutralizada por íons de sinais opostos

6 Tipos de resinas trocadoras de íons Modelo de esponja de resinas trocadoras de íons - Habashi

7 Reações típicas de troca iônica k Habashi

8 Se os íons trocados possuem números de oxidação diferentes, os balanços de massa e de carga devem ser preservados. Exemplo: Como fica o balanço se A 2- é trocado por X - X - (r) + A 2- (aq) A 2- (r) + X - (aq) 2X - (r) + A 2- (aq) A 2- (r) + 2X - (aq) Resina? Como fica o balanço se B 2+ por Y + Resina? Y + (r) + B 2+ (aq) B 2+ (r) + Y + (aq) 2Y + (r) + B 2+ (aq) B 2+ (r) + 2Y + (aq)

9 Tipos, origens e exemplos de trocadores de íons Habashi

10 Tipos, origens e exemplos de trocadores de íons Habashi

11 Tipos de resinas sintéticas trocadoras de íons Resinas Fenolformaldeido Poliestireno

12 Tipos de resinas sintéticas trocadoras de íons Resinas usadas em metalurgia extrativa - Habashi

13 Tipos de resinas trocadoras de íons sintéticas Amberlite IRA400 é uma resina usada extensivamente em metalurgia extrativa - Habashi

14 Wikipédia

15 Troca Iônica operação 1 - carregamento 2 - eluição 2 etapas

16 Troca Iônica processo Operações eficientes em coluna dependem de: fluxo de solução tamanho da partícula da resina dimensão da coluna

17 Coeficiente de distribuição D = quantidade do ion metálico na resina quantidade do ion metálico na fase aquosa D = [M n+ ] R [M n+ ] Aq 9/11/17

18 Fatores que influenciam a operação de troca iônica Temperatura Seletividade Tipo de resina Carga Natureza do íon Raio iônico Presença de complexante Concentração do íon na solução (licor)

19 Exemplo de capacidade de troca de uma resina Metal mg de metal adsorvido por mg de resina seca Au 659,1 Ag 340,8 Ni 106,9 Cu 82,1 Zn 81,6 Co 76,3 Fe(II) 48,8 Eluentes para complexos dos metais... Eluente Metal recuperado 0,2 HCl Ni, Zn 1-2 N NaCN Cu, Fe Acetona + 5% HCL Au, Ag 2 N NaSCN Co Capacidade da resina IRA 400 para complexos simples de cianetos.- Habashi

20 Operação de troca iônica Licor: nitrato de Zr e Hf HNO 3 2N Eluentes: H 2 SO 4 0,5M (Zr) H 2 SO 4 1,5M (Hf) Separação do Hf e do Zr Licor: [ZrF 6 ] 2- e [HfF 6 ] 2- Eluentes: mistura HCl 0,2M + HF 0,01N H 2 SO 4 1,5M (Hf) Fonte: Habashi

21 Operação de troca iônica Separação do Zn e Mn de uma solução de metais de transição por eluição seletiva com HCl resina Dowex Fonte: Habashi

22 F I M Hidrometalurgia Resinas trocadoras