Research of kinetics of zinc leaching with sulfuric acid from smithsonite

Investigación de la cinética de la lixiviación del zinc con ácido sulfúrico a partir de smithsonita

El estudio investiga la cinética de la lixiviación del zinc de la smithsonita con ácido sulfúrico con el fin de ampliar las materias primas para la producción de zinc. Se determinó la tasa de recuperación del zinc de la smithsonita en sulfato de zinc soluble en agua a diferentes tiempos y temperaturas de lixiviación. La concentración de ácido sulfúrico, su consumo y el tamaño de las partículas de smithsonita seleccionadas en este trabajo para la lixiviación del zinc de este mineral utilizando la solución indicada permitieron determinar la magnitud de la energía de activación "aparente" de la reacción de la smithsonita con el ácido indicado, igual a 2.633 kJ / mol. El valor calculado de E, muestra que el proceso investigado va acompañado de fenómenos de difusión.

INTRODUCCIÓN

El consumo mundial de zinc, en continuo crecimiento, es de unos 13 millones de toneladas al año [1].

El consumo de zinc se ve limitado por el elevado coste de este metal, que actualmente asciende a 2 745 USD por tonelada [2]. Por lo tanto, la tarea urgente es reducir los costes en la producción hidrometalúrgica de zinc. Otro factor que limita el consumo de zinc es la limitada base de recursos minerales, con prácticamente el único mineral: la esfalerita (ZnS) [3,4]. La disminución de las reservas de esfalerita y el continuo crecimiento de la demanda de zinc exigen la participación de nuevos minerales de este metal en la hidrometalurgia del zinc.

Una fuente importante de materias primas minerales para la producción de zinc es la smithsonita (ZnCO₃) [3,4]. Un ejemplo de yacimiento de smithsonita es el de Shaimerden, situado en el norte de Kazajstán [5-7], donde el mineral se extrae a cielo abierto.

El atractivo de la smithsonita para la producción de zinc reside en el hecho de que, a diferencia de la esfalerita, la smithsonita no requiere su costoso tostado oxidativo previo a la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc que contiene [6]. Pero el mineral de smithsonita rico en zinc del yacimiento de Shaimerden no se utiliza hoy en día para la lixiviación de zinc con sulfato. Este mineral se utiliza actualmente en el costoso proceso Waelz [7-9] en el tratamiento clásico de la esfalerita mediante la tecnología del ácido sulfúrico, lo que se debe en gran medida al desconocimiento de la cinética de la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc de la smithsonita.

La falta de estudios sobre la cinética de la lixiviación con ácido sulfúrico del zinc de la smithsonita se pone de manifiesto por la ausencia de publicaciones sobre este problema. Sólo se ha estudiado la cinética de la lixiviación con ácido clorhídrico del zinc de la smithsonita [10].