Determination of optimal parameters for the cementation process of cadmium and copper from zinc sulphate solution

Determinación de los parámetros óptimos para el proceso de cementación de cadmio y cobre a partir de una solución de sulfato de zinc

En el trabajo presentado, se llevó a cabo una investigación para seleccionar los parámetros óptimos para el proceso de cementación de la solución de sulfato de zinc, a partir de impurezas en forma de cobre y cadmio. Este proceso es una de las etapas del método hidrometalúrgico de producción de zinc, que determina en gran medida la pureza del zinc producido. Las pruebas se realizaron en el intervalo de temperatura de 20-60 oC y para el pH de la solución en el intervalo de 3,5 - 5,0.

INTRODUCCIÓN

El zinc, junto con el aluminio y el cobre, ocupa actualmente los tres primeros puestos en cuanto a volumen de producción de todos los metales no ferrosos del mundo. La tecnología más popular para la producción de zinc a partir de fuentes primarias es el método hidrometalúrgico. Consiste en lixiviar concentrados de óxido de zinc o concentrados de sulfuro tostado con soluciones de ácido sulfúrico. La solución de sulfato de zinc así obtenida, generalmente contaminada con cobre y cadmio, se somete a continuación a un proceso de cementación. La última etapa de la producción es el proceso de separación electrolítica del zinc a partir de la solución purificada. El producto del proceso de electrólisis es el zinc que se genera en el cátodo [1, 2]. Una de las etapas clave que determina la pureza del zinc producido es el proceso de cementación de la solución de sulfato de zinc [4, 5].

Asimismo, cabe mencionar que el método hidrometalúrgico mencionado también se utiliza ampliamente para el tratamiento del óxido de zinc que se obtiene a partir del procesamiento del polvo de acero producido durante la fusión de chatarra de acero galvanizado en hornos de arco eléctrico.

Como parte del trabajo presentado, se llevaron a cabo investigaciones para seleccionar los parámetros óptimos para el proceso de cementación de la solución de sulfato de zinc (con el uso de polvo de zinc), a partir de impurezas en forma de cobre y cadmio. Este proceso tiene lugar según las siguientes reacciones químicas:

CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ +Cu (1)

CdSO₄ + Zn → ZnSO₄ +Cd (2)

METODOLOGÍA

Como material de investigación se utilizó una solución sintética de sulfato de zinc que contenía 100 g/ dm³ de Zn.