Investigation of the kinetics of sulphuric acid leaching of zinc from calamine

Investigación de la cinética de la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc de la calamina

Este artículo tiene por objeto la investigación de la cinética de la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc de la calamina (hemimorfita) de los yacimientos de Shaimerden. Se determinó la relación entre la extracción de zinc de la calamina y el sulfato de zinc soluble en agua a distintas duraciones de la lixiviación y sus temperaturas. La concentración de la solución de ácido sulfúrico, el caudal de esta solución y el tamaño de las partículas de calamina, seleccionados en el curso de este trabajo para la lixiviación del zinc de este mineral con la solución especificada, permitieron establecer el valor de la energía de activación "aparente" de la reacción de la calamina con el ácido sulfúrico, que asciende a 3,075 kJ / mol.

INTRODUCCIÓN

La utilización mundial de zinc está en constante crecimiento y actualmente asciende a unos 14 millones de toneladas al año [1].

El uso del zinc se ve limitado por su elevado coste, que hoy en día se estima en 2 286 USD por tonelada [2]. Por tanto, reducir los costes de la producción hidrometalúrgica de zinc es una tarea urgente. Otro factor que limita el uso del zinc es la limitada base de recursos minerales de casi el único mineral: la esfalerita (ZnS) [3,4]. La reducción de los yacimientos de minerales de esfalerita y el continuo consumo de zinc en todo el mundo exigen la participación de nuevos minerales de este metal en la hidrometalurgia del zinc.

La reducción de los yacimientos de minerales de esfalerita y el continuo consumo de zinc en todo el mundo exigen la participación de nuevos minerales de este metal en la hidrometalurgia del zinc calamina (hemimorfita) - Zn₄ [Si₂O₇](OH)₂ -H₂O [5-7]. Uno de los ejemplos más conocidos de yacimientos de calamina es el de Shaimerden, en el norte de Kazajstán [8, 9], donde el mineral se extrae a cielo abierto.

 El atractivo de la calamina para la hidrometalurgia del zinc reside en el hecho de que, a diferencia de la esfalerita, la calamina no permite utilizar su costosa calcinación oxidativa hasta la lixiviación del zinc a partir del ácido sulfúrico. Sin embargo, el mineral que contiene calamina del yacimiento de Schаimerden no se utiliza realmente para lixiviar zinc al ácido sulfúrico a partir de él. En la actualidad, el mineral se utiliza en el costoso proceso Waelz [10-12] en el procesamiento clásico de esfalerita con ácido sulfúrico.  Esto se debe en gran parte al insuficiente conocimiento de la cinética de la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc de la calamina, como lo demuestra el número muy limitado de publicaciones sobre este tema [13, 14].

En [13] se estableció el valor de la energía de activación "aparente" de la reacción química de la calamina con el ácido sulfúrico, llevada a cabo en un autoclave de laboratorio a una temperatura de 100-140 °C, que ascendió a 44,9 kJ / mol.