MXPA00001843A - Proceso para la extraccion de metales de una solucion amoniacal - Google Patents

Abstract

Se proporciona un proceso para la extracción con solvente, de metales, particularmente cobre, de soluciones amoniacales acuosas. El solvente de extracción es una ortohidroxiarilcetoxima de Fórmula (I) (Ver Fórmula) en donde R1 es un grupo hidrocarbilo, y R2 es un grupo orto- hidroxiarilo y el proceso de extracción se lleva a cabo en la presencia de un modificador cinético. Los modificadores termodinámicos adecuados que se pueden emplear incluyen los alquilfenoles, alcoholes,ésteres,éteres y poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternario. Las ortohidroxiarilcetoximas preferidas son las oximas de 5-(alquilo de 9 a 14átomos de carbono)-2- hidroxiacetofenona. Los modificadores preferidos sonésteres alquilicos altamente ramificados que comprenden de 10 a 30átomos de carbono, o alcanoles altamente ramificados que comprenden de 14 a 30átomos de carbono, o fosfatos trialquilicos en donde los grupos alquilos comprenden de 4 a 14átomos de carbono. También se proporcionan composiciones de extracción que comprenden una cetoxima y un modificador.

Description

PROCESO PARA LA EXTRACCIÓN DE METALES DE UNA SOLUCIÓN AMONIACAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a un proceso de extracción con solvente y especialmente a un proceso para la extracción de metales, particularmente cobre, de soluciones amoniacales acuosas, especialmente soluciones obtenidas por la lixiviación de minerales, con amoniaco .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Es conocido extraer metales, especialmente cobre, de soluciones acuosas que contengan el metal en la forma, por ejemplo, de una sal, poniendo en contacto la solución acuosa con una solución de un solvente de extracción en un solvente orgánico inmiscible en agua y luego separando la fase de solvente cargada con metal, es decir, que contiene al menos una parte del metal en la forma de un complejo. El metal se puede recuperar luego por reextracción con REF. : 32781 solución de menor pH, seguida, por ejemplo, de la extracción electrolítica. Lo que más comúnmente se presenta es que las soluciones acuosas que contienen el metal, para la extracción, son el resultado de la lixiviación acida de los minerales. Sin embargo se sabe que el cobre se puede lixiviar preferentemente a partir de ciertos minerales, con soluciones amoniacales. Esto tiene la ventaja de que las soluciones que contienen especialmente altas concentraciones de cobre son derivadas y que existe poca contaminación de la solución con hierro . Los solventes de extracción que han resultado ser favorables en años recientes, particularmente para la recuperación del cobre de soluciones acidas acuosas, incluyen los reactivos de oximas, especialmente las o-hidrox i a r i lox ima s . Aunque se ha encontrado que esos reactivos funcionan extremadamente bien en la recuperación del cobre de soluciones acidas, se han encontrado problemas en la aplicación de esos reactivos a la extracción a partir de soluciones amoniacales. Uno de esos problemas resulta de las elevadas concentraciones de cobre ^j^y^^^j encontradas en la solución amoniacal. Esto puede causar una carga muy alta de cobre en las soluciones orgánicas lo cual da por resultado que la viscosidad de la solución orgánica se incremente hasta un punto en donde la solución pueda ser difícil de procesar en una escala industrial. La EP-A-0 036 401 resuelve este problema mediante el uso de una composición de extracción que comprende dos solventes de extracción, en donde uno es un solvente fuerte para extracción del cobre, tal como una oxima, y el otro es un solvente de extracción débil, tal como una b e t a- di ce t ona . El uso de be t a-di ce tonas se describe también en la WO 93/04208, en donde estas son el solvente de extracción preferido y el único tipo que se ejemplifica. Ahora se ha descubierto que las beta-dicetonas pueden sufrir de pobre estabilidad química en la presencia de la solución amoniacal acuosa, de lixiviación, y por lo tanto pierden rápidamente su efectividad y forman impurezas indeseables. Solventes de extracción alternativos, contemplados por la WO 93/04208, las aldoximas de or tohidroxiar i lo , que han demostrado ser los solventes de extracción más MMte rt-k efectivos para el cobre, de soluciones acidas, sufren también de problemas con la estabilidad bajo las condiciones de la lixiviación amoniacal. Además, la mayoría de los solventes de extracción están diseñados para usarse en sistemas de lixiviación ácidos, y trabajan a un pH relativamente bajo. La WO 93/04208 describe que emplear solventes de extracción diseñados para el uso con soluciones acidas en un sistema amoniacal conduce al arrastre de amoniaco a la solución de reextracción y da por resultado una pérdida inaceptable de amoniaco del sistema. Se describe que el arrastre de amoniaco necesita el tratamiento adicional de la fase orgánica para remover el amoniaco cargado. Entre los reactivos que no son beta-dicetonas, contemplados por la WO 93/04208, se encuentran tres cetoximas, la oxima de 5-nonil-2 -hidroxiace to f enona , la oxima de 5-nonil-2-hidrox ibenzo f enona y la oxima de 5-dodecil-2-hidroxibenzof enona . Estos reactivos se describen como equivalentes a las aldoximas, como alternativas menos preferidas para las beta-dice tonas . Se describe que los solventes de extracción a base de be t a- di ce tona y oxima, contemplados por la WO 93/04208, son solubles, en el grado necesario, en los solventes inmiscibles en agua empleados comúnmente en la extracción con solventes. La WO 93/04208 describe que para solventes de extracción diferentes a las be t a-di ce tona s y oximas, se puede emplear un modificador de la solubilidad tal como un alcohol o un éster, en donde necesite incrementarse la solubilidad del solvente de extracción. Durante el transcurso de los estudios que condujeron a la presente invención, se descubrió que uno o más de los problemas de pobre estabilidad química, viscosidad de la solución y transferencia del amoniaco, podrían aminorarse mediante el uso de un solvente de extracción que comprenda una ortohi dr ixoar i 1 ce t oxima y un modificador termodinámico.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un proceso para la extracción de un metal, de una solución amoniacal, en el que una solución acuosa, amoniacal, que contiene un metal disuelto, se pone en contacto con una composición de solvente de extracción que comprende un solvente orgánico inmiscible en agua y un solvente de extracción inmiscible en agua, por lo cual al menos una fracción del metal se extrae en la solución orgánica, caracterizado porque la composición de solvente de extracción comprende una ortohidroxiar i Ice toxima y un modificador termodinámico . Los metales que pueden ser extraídos en el proceso de conformidad con la presente invención incluyen el cobre, cobalto, níquel y zinc, de la manera más preferente el cobre. Los compuestos de or tohidrox i ar i 1 ce t oxima empleados en la presente invención son substancialmente insolubles en agua y tienen la fórmula: NOH Fórmul a ( 1 ) en donde R1 es un grupo hidrocarbi lo opcionalmente substituido, R2 es un grupo or t o-hi drox i ar i lo opcionalmente substituido, y sales de los mismos. Aunque la invención se describe en la presente con referencia a un compuesto de Fórmula (1) , se comprende que se refiere a ese compuesto en cualesquiera formas tautoméricas posibles, y también los complejos formados entre las ortohi drox iari Icet oximas y los metales, particularmente el cobre. Los grupos hidrocarbilo, opcionalmente substituidos, que pueden estar representados por R1 comprenden preferentemente los grupos alquilo y arilo opcionalmente substituidos, incluyendo combinaciones de estos, tales como los grupos aralquilo y alcarilo opcionalmente substituidos. Ejemplos de grupos alquilo opcionalmente substituidos, que pueden ser representados por R1, incluyen grupos en los que las porciones alquilo pueden contener de 1 a 20, especialmente de 1 a 4, átomos de carbono. Una ort ohidroxiar i Ice t oxima preferida es una en la que R1 es alquilo, que contenga preferentemente hasta 20, y especialmente hasta 10, y más preferentemente hasta 3, átomos de carbono alifáticos, saturados. De la manera más preferente R1 es un grupo metilo. Ejemplos de grupos arilo opcionalmente substituidos incluyen los grupos fenilo opcionalmente substituidos. Cuando R1 es un grupo arilo preferentemente es un grupo fenilo no subs ti tuido . Los grupos ort o-hidroxi ar i lo opcionalmente substituidos, que pueden estar representados por R2, incluyen los fenoles opcionalmente substituidos. Ejemplos de fenoles opcionalmente substituidos que pueden estar representados por R2 incluyen los de Fórmula: en donde de R; R' representan cada uno independientemente, H o un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 22 átomos de carbono, preferentemente de 7 a 15 átomos de carbono.

Particularmente, de manera preferente, únicamente R5 representa un grupo alquilo de 1 a 22 átomos de carbono, de la manera más preferente un grupo alquilo de 7 a 15 átomos de carbono y R3, R4 y R6 representan H. Cuando R1 o R2 estén substituidos, el (los) subs t i tuyente ( s ) deberá (n) ser uno(s) tal (es) que no afecte (n) adversamente la capacidad de la or tohidroxiar i Ice t oxima para formar complejos con metales, especialmente con el cobre. Los substituyentes adecuados incluyen halógeno, nitro, ciano, hidrocarbilo, tal como alquilo de 1 a 20 átomos de carbono, especialmente alquilo de 1 a 10 átomos de carbono; hidrocarb i loxi , tal como alcoxi de 1 a 20 átomos de carbono, especialmente alcoxi de 1 a 10 átomos de carbono; hidrocarbi loxi carboni 1 o , tal como alcoxicarbonilo de 1 a 20 átomos de carbono, especialmente alcoxicarbonilo de 1 a 10 átomos de carbono; acilo, tal como alquilcarbonilo de 1 a 20 átomos de carbono y arilcarbonilo, especialmente alquilcarbonilo de 1 a 10 átomos de carbono y fenilcarbonilo; y aciloxi tal como alqui Icarboni loxi de 1 a 20 átomos de carbono y ari 1 carboni loxi , especialmente a 1 qu i 1 carbón i 1 ox i de 1 a 10 átomos de carbono y feni 1 carboni 1 oxi . Puede haber más de un substituyente, caso en el cual los substituyentes pueden ser iguales o diferentes. En muchas modalidades preferidas la ort ohi droxiar i Ice t oxima empleada es una oxima de - (alquilo de 8 a 14 átomos de carbono) -2-hidroxiaceto f enona , particularmente la oxima de -nonil-2-hidroxiacetofenona . La composición puede comprender una o más ortohi drox iar i Ice t oximas diferentes en las que la naturaleza de los grupos substituyentes representados por R1 y R2 difieran entre las ortohidroxiarilcetoximas componentes, especialmente en donde las ortohidroxiarilcetoximas componentes sean isoméricas. Esas mezclas isoméricas pueden tener una mejor solubilidad en solventes orgánicos que una or tohidroxiar i 1 ce t oxima sola. Las ortohidroxiarilcetoximas están presentes, a menudo, en una cantidad de hasta el 60 % en peso de la composición, comúnmente no más del 50 %, y usualmente no más del 40 % p/p. A menudo, la ortohidroxi ar i Ice toxima comprende al menos 5 % en peso, comúnmente al menos 10 % en peso y usualmente al menos 20 % en peso de la composición, y preferentemente comprende de 25 a 35 %, tal como aproximadamente 30 % en peso de la composición. Los modificadores t ermodinámi co s empleados en la presente invención son substancialmente insolubles en agua. Los modificadores t ermodinámicos adecuados pueden ser los alquilfenoles, alcoholes, esteres, éteres y poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternar i o . Los alquilfenoles que pueden usarse como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los alquilfenoles que contienen de 3 a 15 átomos de carbono alquílico, por ejemplo el 4 - t ert-but i 1 fenol , 4 -hept i 1 feno 1 , 5-me t i 1 - 4 -pent i 1 fenol , 2 - c loro- 4 -noni 1 feno 1 , 2-ci ano - 4 -noni 1 feno 1 , 4 - dode ci 1 feno 1 , 3-pent adeci 1 f eno 1 y 4-nonilfenol y mezclas de los mismos. Los fenoles preferidos contienen grupos alquílicos que tienen de 4 a 12 átomos de carbono, especialmente los 4 -noni 1 feno les mezclados obtenidos por condensación del fenol y el trímero de propileno.

,^^^A Los alcoholes que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los alcoholes de hidrocarburos saturados e insaturados, y polioles que contengan de 14 a 30, preferentemente de 15 a 25 átomos de carbono. Los alcoholes son preferentemente altamente ramificados y su grupo hidroxilo se encuentra localizado aproximadamente a mitad del largo de la estructura de hidrocarburos. Especialmente preferidos son los alcoholes de cadena ramificada que pueden ser producidos por la condensación de alcoholes de cadena corta a través del proceso de Guerbet, y a esos alcoholes se hace a veces referencia como alcoholes de Guerbet. Opc i ona lment e los alcoholes pueden contener un grupo aromático u otro grupo funcional, particularmente un grupo éster . Los alcoholes especialmente útiles se pueden sintetizar a partir de precursores altamente ramificados que conduzcan a alcoholes de Guerbet muy altamente ramificados, que contengan un gran número de grupos metilo terminales. Ejemplos de modificadores de alcoholes particularmen e eficientes incluyen el alcohol isohexadecí lico altamente ramificado y el alcohol i sooc t adecí 1 ico , en donde el último es el 2- (1, 3, 3-trimetilbutil) -5, 7, 7-t r ime t i loe t an- 1 -o 1. Los esteres que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los esteres alifáticos y aromát i eos -al i fát i eos , saturados e insaturados, que contengan de 10 a 30 átomos de carbono. Los esteres pueden ser monoésteres o poliésteres, especialmente di-ésteres. Los esteres son preferentemente altamente ramificados. Opcionalmente, los esteres pueden contener otros grupos funcionales, particularmente un grupo hidroxilo o un grupo éter. En donde el éster sea un producto de la reacción de un alcohol y un ácido monocarboxí 1 i co , se prefiere que el alcohol sea un alcohol alquílico y que comprenda de 1 a 6 átomos de carbono, y que el ácido monocarboxí 1 ico comprenda de 2 a 16 átomos de carbono. En donde el éster sea un producto de la reacción de un alcohol y de un ácido dicarboxílico, se prefiere que el alcohol sea un alcohol alquílico y que comprenda de 1 a 6 átomos de carbono, y que el ácido dicarboxílico comprenda de 4 a 12 átomos de carbono. En donde el éster sea un producto de la reacción de un diol y de un ácido monocarboxí 1 ico , se prefiere que el diol sea un diol alquílico y que comprenda hasta 6 átomos de carbono, y que el ácido monocarboxí 1 ico comprenda de 6 a 16 átomos de carbono. En donde el éster sea un fosfato t r ialqui 1 i co , los grupos alquilo comprenden, cada uno, comúnmente de 4 a 14 átomos de carbono. Ejemplos de esteres útiles incluyen el acetato de isodecilo, el decanoato de metilo, el octanoato de 2-pentilo, el hexanoato de n-hexilo, el isooctanoato de metilo, el dihexanoato de 1 , 4 -bu t anodiol , el adipato de butilo, el adipato de isobutilo, el adipato de bi s-2 -e toxie t i lo , el dibenzoato de dipropilenglicol, el dibenzoato de propilenglicol, el fosfato de tributilo, el fosfato de trioctilo y el fosfato de t riet i lhexi lo , y particularmente el isobutirato de 2 , 2 , 4- t rime t il- 1 , 3-pent anodiol y el benzoato de 2, 2, 4-trimetil-l, 3-pentanodiol . Los éteres que pueden usarse como modificadores junto con el solvente de - ~-*~.^ * m~ae^. . *y ^-^_- ., .. ,-.^..^ ^^. extracción incluyen los éteres y poliéteres de hidrocarburos, que contengan de 12 a 30, preferentemente de 15 a 25 átomos de carbono. Ejemplos de éteres y poliéteres útiles incluyen 5 el éter 2 - ( 2 -butox ie toxi ) e t i lbencí 1 ico y el éter 2-butoxietilbencilico . Los carbonatos que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los carbonatos que contengan de 4 a 16 átomos de carbono. Comúnmente los carbonatos son carbonatos de alquilo. Ejemplos de carbonatos útiles incluyen el carbonato de isobutilo, el carbonato de isotridecilo y una mezcla de carbonatos que comprenda una mezcla de grupos alquilo de 8 y 10 átomos de carbono. Las cetonas que pueden usarse como modificadores junto con el solvente de extracción incluyen las cetonas alquílicas en las que el grupo alquilo contiene de 1 a 20 átomos de carbono. Ejemplo de cetonas útiles incluyen la i s obu t i lhep t i 1 ce t ona s , la diundeci Ice tona y la 5 , 8 -di e t i ldodecan- 6 , 7 - diona . 25 Los nitrilos que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los hidro carboni t r i lo s alifáticos y aralifáticos que comprenden de 10 a 36 átomos de carbono. Ejemplos de nitrilos útiles incluyen el undeci Ini t r i lo y el oleoni trilo . Las amidas que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción incluyen las amidas que contienen de 8 a 20 átomos de carbono. Las amidas comprenden productos que pueden ser derivados de la reacción de una amina primaria o secundaria con un ácido monocarboxí 1 i co o dicarboxílico, o equivalente, en particular el fosgeno o equivalentes. Ejemplos de amidas útiles incluyen la N, N' -bis-2-etilhexilurea, la N,N'-bis-2-etilhexil 2 -e t i lhexanamida , la N-hexil 2-e t ilhexanamida , la N, N' -dibut i lben zami da , la N, N' dibut i loct anamida , la N' N-dime t i 1 o c t anami da y la N , N' -bi s - 2 - e t i lhexi 1 ve r s a t ami da . Los carbamatos que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen los carbamatos de alquilo y arilo. Los ejemplos de carbamatos útiles incluyen el i s o tri deci 1 carbamato de N-octilo y -^^^^^^gjglgltoigj^íá^^^^^^^^^^ el N-t o til carbamato de i s o tri deci 1 o . Los sulfóxidos que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción incluyen los sulfóxidos de alquilo. Un ejemplo de un sulfóxido útil es el sulfóxido de di - 2 -et i lhexi lo . Las sales de aminas y los compuestos de amonio cuaternario que se pueden usar como modificadores junto con el solvente de extracción, incluyen las aminas terciarias y los compuestos de amonio cuaternario que contengan grupos alquilo que tengan de 8 a 18 átomos de carbono y las sales de ácido sulfónico de los mismos. Los ejemplos de ácidos sulfónicos incluyen el ácido dinoni Ina ft a 1 ensul fóni co y el ácido toluensulfónico. En el contexto de la presente invención, "altamente ramificado" tal como se aplica a los alcoholes y esteres, significa que la relación del número de átomos de carbono metílico a los átomos de carbono no metílico es superior a 1:5 y preferentemente superior a 1:3. Si se desea se pueden emplear como modificadores mezclas de compuestos seleccionados del grupo que consiste de los alquilfenoles, alcoholes, esteres, éteres, poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternario. Particularmente preferidas son mezclas que comprenden un primer compuesto seleccionado del grupo que consiste de los alquilfenoles, alcoholes, esteres, poliésteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de amidas y compuestos de amonio cuaternario y un segundo compuesto seleccionado del grupo que consiste de alcanoles que tengan de 6 a 18 átomos de carbono, un fenol alquílico en el que el grupo alquilo contenga de 7 a 12 átomos de carbono, y fosfato de t r ibut ilo. Los modificadores comprenden a menudo hasta 20 % p/p de la composición, preferentemente de 5 a 15 % p/p, y de la manera más preferente de 8 a 12 % p/p. La relación en peso del modificador a la cetoxima se encuentra a menudo en el intervalo de 10:1 a 1:10, comúnmente de 5:1 a 1:5 y preferentemente de 1:1 a 1:4. Los modificadores mencionados |Ú|^^ ^g^ijjk anteriormente se pueden usar en la preparación de composiciones de extracción que contengan uno o más solventes de extracción y uno o más modificadores . 5 Los solventes orgánicos que se pueden usar para la extracción incluyen cualquier solvente orgánico móvil, o mezclas de solventes, que sean inmiscibles con el agua y que sean inertes bajo las condiciones de extracción para los otros materiales presentes. Ejemplos de solventes adecuados incluyen los hidrocarburos alifáticos, alicíclicos y aromáticos, y mezclas de cualesquiera de estos como tales, así como los hidrocarburos clorados tales como el t r icloroe t i leño , percl oroe t il eno , t r i f luo ro e t ano y cloroformo. Ejemplos de solventes de hidrocarburos, adecuados, incluyen los solventes de hidrocarburos con bajo contenido aromático (<1 % p/p) tales como el ESCAID 110 disponible comercialmente en Exxon (ESCAID es una marca comercial), y el ORFOM SXll disponible comercialmente en Phillips Petroleum (ORFOM es una marca comercial) . Los solventes preferidos son los solventes de hidrocarburos que incluyen solventes con alto punto de inflamación y que ----- -~^-~. -~ • —. -...l-M-iA.rf-.-t.t-;^ i . , ^íai , ,...-...^.^^-.«. M—^ tienen un elevado contenido de productos aromáticos tal como el SOLVESSO 150 disponible comercialmente en Exxon (SOLVESSO es una marca comercial) e incluye solventes que consisten esencialmente de una mezcla de t r ime t i lbenceno s tales como el AROMASOL H, disponible comercialmente en Imperial Chemical Industries PLC (AROMASOL es una marca comercial) . Sin embargo, debido a su baja toxicidad y a su amplia disponibilidad, son especialmente preferidos los solventes de hidrocarburos con un contenido de productos aromáticos relativamente bajo tal como el queroseno, por ejemplo el ESCAID 100 el cual es un destilado del petróleo que comprende 20 % de productos aromáticos, 56.6 % de parafinas y 23.4 % de naftenos, disponible comercialmente en Exxon (ESCAID es una marca comercial), o el ORFOM SX7, disponible comercialmente en Phillips Petroleum (ORFOM es una marca comercial) . En muchas modalidades, la composición comprende al menos 35 % , a menudo al menos 45 % en peso, preferentemente desde 50 hasta 70 % p/p de solvente hidrocarbúr ico inmiscible en agua. La composición comprenderá al menos una ^^^^^^^^^^^«^^^^^^^^«j^^^^^jg^^^^^^^ or tohidroxiar i 1 ce t oxima que puede estar presente en una cantidad de hasta 54 % p/P/ y preferentemente desde 25 hasta 35 % p/p. Un modificador particularmente un alquilfenol, alcohol o modificador de éster, se puede encontrar presente en una cantidad de hasta 20 %, preferentemente desde 5 has 15 % p/p. Composiciones que comprenden una orto i drox i ar i 1 ce t oxima que esté presente en una cantidad de 25 a 35 % p/p y un alquilfenol, alcohol o modificador de éster que esté presente en una cantidad de 5 a 15 % p/p, son particularmente preferidas. Las composiciones del solvente de extracción, particularmente preferidas, son aquellas que comprenden de 25 a 35 % p/p de oxima de 5- (alquilo de 8 a 14 átomos de carbono ) -2 -hidroxi ace t o f enona , de 5 a 15 % p/p de tridecanol, t r ibut i 1 fos fa t o , o isobutirato de 2 , 2 , 4 - trime ti 1 - 1 , 3 -pent anodiol o el éster del ácido benzoico del mismo, y de 50 a 70 % de solvente hidrocarbúr ico miscible en agua. La solución amoniacal acuosa de la cual se extraen los metales mediante el proceso de la presente invención tiene a menudo un pH que ^^^^^^^jjgjgg^aj^^^^^^^^^^^^^. varía de 7 a 12, preferentemente de 8 a 11, y de la manera más preferente de 9 a 10. La solución se puede derivar de la lixiviación de minerales, particularmente minerales de chalcocita, o se puede obtener de otras fuentes, por ejemplo, corrientes de desecho que contengan metales tales como baños para el grabado de cobre. La concentración del metal, particularmente del cobre, en la solución amoniacal acuosa, variará ampliamente dependiendo, por ejemplo, de la fuente de la solución. En donde la solución se derive de la lixiviación de minerales, la concentración del metal es a menudo de hasta 75 g/1 y más a menudo de 10 a 40 g/1. En donde la solución sea una corriente de desecho las concentraciones del metal son algo superiores que las de la lixiviación de minerales, por ejemplo de hasta 150 g/1, usualmente de 75 a 130 g/1. 20 El proceso de la presente invención se puede llevar a cabo poniendo en contacto la composición del solvente de extracción con la solución amoniacal acuosa. Se pueden emplear, si se desea, temperaturas ambiente o elevadas tales como de hasta 75 °C. A menudo se emplea una «aifaga^u*» ..i.» -temperatura que se encuentra en el intervalo de 15 a 60 °C, y preferentemente de 30 a 50 °C. La solución acuosa y el solvente de extracción se agitan usualmente conjuntamente para maximizar las áreas inter fac iale s entre las dos soluciones. La relación volumétrica del solvente de extracción respecto a la solución acuosa se encuentra comúnmente en el intervalo de 20:1 a 1:20, y preferentemente en el intervalo de 5:1 a 1:5. En muchas modalidades, para reducir el tamaño de la planta y para maximizar el uso del solvente de extracción, las relaciones de los volúmenes de los componentes orgánicos a los acuosos se encuentran cercanas a 1:1, tal como 1.5:1 o menos, y preferentemente 1.3:1 o menos. La relación molar de la or tohidroxiar i Ice t oxima respecto al cobre transferido, se selecciona, para que se encuentre en el intervalo de 2.7:1 a 2:1. Preferentemente, para lograr propiedades hidrome t alúrgi cas mejoradas, tales como una viscosidad reducida y un des acoplamiento de fases, mejorado, la relación molar de oxima al cobre transferido es de 2.3:1 a 2.0:1. Después del contacto con la solución t?tl? i m m A^^^&j^^? ^a amoniacal acuosa, el metal se puede recuperar del solvente de extracción mediante el contacto con una solución de reextracción, acuosa, que tenga un pH menor que aquella de donde se extrajo el metal. La solución de reextracción acuosa, con pH menor, empleada con el proceso de conformidad con la presente invención, es usualmente acida, y tiene comúnmente un pH de 2 o menor, y preferentemente un pH de 1 o menor, por ejemplo, un pH que se encuentre en el intervalo de -1 a 0.5. La solución de reextracción comprende comúnmente un ácido mineral, particularmente ácido sulfúrico, ácido nítrico o ácido clorhídrico. En muchas modalidades, las concentraciones de ácido, particularmente para el ácido sulfúrico, se encuentran en el intervalo de 130 a 200 g/1 y preferentemente de 150 a 180 g/1. Se puede emplear una concentración de ácido baja pero al menos se debe emplear una solución de reextracción que contenga cloruro 4M tal como se describe en la solicitud de patente Europea No. 93301095.1 (No. de publicación 0 562 709 A2 ) o en la publicación de solicitud Internacional No. WO95/04835 (ambas de las cuales se incorporan en la presente como referencia) . Cuando el metal extraído es cobre o zinc, las soluciones de reextracción preferidas comprenden respecti amente electrolito extraído 5 o gastado de una celda para la extracción electrolítica de cobre o zinc, típicamente que comprenda, hasta 80 g/1 de cobre o zinc, a menudo más de 40 g/1 de cobre o zinc y preferentemente de 50 a 70 g/1 de cobre o zinc, y hasta 200 g/1 de ácido sulfúrico, a menudo más de 130 g/1, y preferentemente de 150 a 180 g/1 de ácido sulfúrico. La relación volumétrica de la solución orgánica a la solución de reextracción acuosa, en el proceso de la presente invención, se selecciona comúnmente para que sea tal que se logre la transferencia, por litro de solución de reextracción, de hasta 50 g/1 de metal, especialmente cobre, hacia la solución de reextracción desde la solución orgánica. En muchos procesos industriales de extracción electrolítica del cobre, a menudo se transfieren, desde la solución orgánica, al menos 10 g/1, preferentemente de 25 a 35 g/1 y especialmente aproximadamente 30 g/1 de cobre - _? *--£-' por litro de solución de reextracción. Comúnmente se emplean las relaciones volumétricas, de solución orgánica a la solución acuosa, de 1:2 a 15:1 y preferentemente de 1:1 a 5 10:1, especialmente de menos de 3:1. Una modalidad preferida de la presente invención comprende un proceso para la extracción de un metal de una solución amoniacal acuosa en el que: 10 en el paso 1, una composición de solvente de extracción inmiscible en agua, que comprende una or tohidroxiar i Ice toxima y un modificador termodinámico, se pone primero en contacto con la solución amoniacal acuosa que contiene el metal, en el paso 2, se separa la composición de extracción del solvente que contiene el complejo de metal y solvente de extracción, de la solución amoniacal acuosa; 20 en el paso 3, se pone en contacto la composición del solvente de extracción que contiene el complejo de metal y solvente de extracción, con una solución de reextracción acuosa de pH más bajo que el de la solución amoniacal, para efectuar la reextracción del cobre de la fase inmiscible de agua; en el paso 4, separar la composición del solvente de extracción sin metal, de la solución acuosa de pH más bajo. 5 El metal se puede recuperar de la solución de reextracción acuosa a través de métodos convencionales, por ejemplo por extracción electrolítica. La invención se ilustra, de manera 10 adicional, aunque no se limita, mediante los siguientes ejemplos.

Ejemplos 1 y 2 y comparación A Se llevó a cabo un ensayo en un una instalación en miniatura para investigar el desempeño de las diferentes composiciones de solventes de extracción, en la extracción del cobre de una solución típica, amoniacal, de cobre. El proceso comprendió dos etapas de extracción, una etapa de lavado y una etapa de reextracción. En cada etapa se emplearon mezcladores-sedimentadores, a contracorriente, de 500 mi, agitados a 1,000 rpm. Las etapas de extracción se operaron a una relación de compuesto orgáni co : compues to acuoso (0:A) de 1.2:1, y las etapas de lavado y de reextracción se trabajaron a una relación de compuesto orgáni co : compues to acuoso (0:A) de 1:1. Los 5 tiempos de residencia en cada etapa fueron de aproximadamente 3 minutos. La solución amoniacal de cobre comprendía 30 g/1 de cobre, 45 g/1 de amoniaco y 75 g/1 de sulfato. La solución de lavado fue una solución de ácido sulfúrico diluido con un pH de 2. La solución de reextracción fue una solución acuosa de sulfato de cobre que comprendía 30 g/1 de cobre y 180 g/1 de ácido sulfúrico. Se emplearon tres diferentes composiciones de solvente de extracción. En el Ejemplo 1 el solvente de extracción comprendía 282 g/1 de oxima de 5- noni 1 - 2 -hi drox i ace tof enona y 11 % p/p de isobutirato de 2 , 2 , - t r íme t i 1- 1 , 3-pent anodiol en el solvente hi drocarbúr i co s ORFOMMR SX7. En el Ejemplo 2 el solvente de extracción comprendía 247 g/1 de oxima de 5-noni 1 - 2 -hi dr ox i ace to f enona y 9.7 % p/p de isobutirato de 2 , 2 , 4 - 1 r ime t i 1- 1 , 3-pent anodio 1 en el solvente hidrocarbúr i eos ORFOMMR X7. En la comparación A el solvente de extracción comprendía 282 g/1 de oxima de 5- nonil-2 -hi drox i ace to fenona en el solvente hidrocarbúricos ORFOMMR SX7. Durante cada uno de los ensayos el contenido de cobre del electrolito en avance producido a partir de la solución de re ext r acci ón , se determinó a intervalos periódicos y se usó para calcular el porcentaje de la recuperación de cobre basada en el contenido de cobre de la solución amoniacal acuosa. Los porcentajes de las recuperaciones del cobre logrados fueron como sigue: Ensayo % de recuperación de cobre E j empl o 1 100 (promedio de 7 de terminac iones ) E j emplo 2 100 (promedio de 4 determinaciones ) Comparación A 90.3 (promedio de 3 determinac iones) Los resultados de los Ejemplos 1 y 2 demuestran claramente el rendimiento mejorado del proceso de conformidad con la presente invención, comparados con los resultados para la comparación A (que no está de acuerdo con la presente invención) en el que se empleó un proceso que omite el modificador termodinámico.

Ejemplos 3, 4, 5, 6, 7 y 8, y Comparaciones B y C En una prueba separada se determinaron isotermas de extracción y reextracción para las composiciones del solvente de extracción. En cada caso el solvente de extracción comprendía 118 g/1 (0.56 M) de oxima de 5-nonil-2- hidrox i ace t o fenona , las composiciones de Comparación (B y C) no tenían modificador y las composiciones de los Ejemplos contenían 85 g/1 de modificador seleccionado del tridecanol (Ejemplos 3 y 6), isobutirato de 2 , 2 , 4 - t r ime t i 1- 1 , 3-pent anodio 1 (Ejemplos 4 y 7) o fosfato de tributilo (Ejemplos 5 y 8) , en el solvente hidrocarbúricos ORFOMMR SX7. La isoterma de carga se generó usando una composición de alimentación que comprendía 30 g/1 de cobre y 45 g/1 de amoniaco (de 2 a 3 g/1 de amoniaco libre) a 40 °C. Esto se llevó a cabo poniendo en contacto el reactivo formulado a diferentes relaciones de compuesto orgáni co : compues to acuoso (0:A), permitiendo que las fases alcanzaran el equilibrio y luego separando las fases y analizando cada fase respecto a los valores de los metales. La isoterma de reextracción se generó poniendo en contacto una fase orgánica cargada con cobre, 5 con una composición de ácido de reextracción que comprendía 35 g/1 de cobre y 150 g/1 de ácido sulfúrico a 40 °C. Esto se llevó a cabo a diferentes relaciones de compuesto orgánico : compues to acuoso (0:A) , permitiendo que las fases alcanzaran el equilibrio y luego separando las mismas y analizando cada fase respecto a los valores de los metales. Para los Ejemplos 3 y 6, la isoterma de reextracción se midió a relaciones de 0:A de 2:1, 1.5:1, 1:1, 1:2, 1:6, 1:10 y la isoterma de extracción se midió a relaciones de 0:A de 1:2, 1:3, 1:5, 1:10. Para los Ejemplos 4 y 7 la isoterma de reextracción se midió a relaciones de 0:A de 3:1, 2:1, 1.5:1, 1:1, 1:2, 1:4, 1:10 y la isoterma de extracción se midió a relaciones de 0:A de 1:2, 1:3, 1:10. Para los Ejemplos 5 y 8, la isoterma de reextracción se midió a relaciones de 0:A de 2:1, 1.5:1, 1:1, 1:2, 1:5 y la isoterma de extracción de midió a relaciones de 0:A de 1.5:1, 1:1, 1:1.5, 1:3. Para las Comparaciones B y C, la isoterma de reextracción se midió a relaciones de 0:A de 3:1, 2:1, 1.5:1, 1:1, 1:1.5, 1:5 y la isoterma de extracción se midió a relaciones de 0:A de 1.5:1, 1:1, 1:2, 1:3. Las recuperaciones esperadas se predijeron luego por medios iterativos usando una construcción de McCabe-Thi ele , utilizando los datos de isotermas generadas a partir de datos experimentales. Las recuperaciones esperadas para un proceso de 2 extracciones y una reextracción, a las relaciones de 0:A marcadas para las etapas de extracción y reextracción fueron: Modificador Relación O/A Extracción Reextracción Recuperación Comparación - 1:1 1:1 51.45 B Ejemplo 3 DA 1:1 1:1 55.75 Ejemplo 4 TXIB 1:1 1:1 55.73 Tabla (continuación) Modificador Relación O/A Extracción Reextracción Recuperación Ejemplo 5 TBP 1:1 1:1 56.42 Comparación - 2.02:1 1:1 96.68 C Ejemplo 6 TDA 2.17:1 1:1 99.68 Ejemplo 7 TXIB 1.97:1 1:1 99.91 Ejemplo 8 TBP 2.14:1 1:1 98.33 TDA = Tridecanol TXIB = isobutirato de 2,2, -Tri etil- 1, 3-pentanodiol TBP = Fosfato de tributilo Los resultados demuestran claramente que se puede lograr un desempeño mejorado del proceso, de acuerdo con la presente invención, para un intervalo de modificadores, comparado con los resultados de las comparaciones B y C (que no están de acuerdo con la presente invención) en las que se empleó un proceso que omite el modificador termodinámico. . - 4j*?&*t*4tot SL&miÍi& Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la extracción de un metal de una solución amoniacal, en el que una solución amoniacal acuosa que contiene un metal disuelto, se pone en contacto con una composición de solvente de extracción que comprende un solvente orgánico inmiscible en agua y un solvente de extracción inmiscible en agua, por lo cual al menos una fracción del metal se extrae en la solución orgánica, caracterizado porque la composición del solvente de extracción comprende una o rtohi drox i ar i 1 ce t ox ima y un modificador termodinámico.

2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal es cobre, zinc, cobalto o níquel, y preferentemente es cobre.

3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la or tohidroxiar i Ice t oxima se selecciona de la clase de compuestos representados por la g |g^^^ Fó rmul a 1) Fórmula (l en donde R1 es un grupo hidrocarbi lo opcionalmente substituido, y R2 es un grupo ort o-hi drox i ar i 1 o opcionalmente substituido; y sales de los mismos.

4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la or tohidroxiar i Ice t oxima tiene la Fórmula química general : en donde de R a R representan, cada uno independientemente, H o un grupo alquilo, lineal o ramificado, de 1 a 22 átomos de carbono, ÍS^?^^^^^^i m^< ^^¡^^^j/^^^¡^^ ^^^^^^^^^ preferentemente de 7 a 15 átomos de carbono.

5. Un proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracte izado porque la 5 or t ohi drox i ar i 1 ce t oxima es una oxima de 5- (alquilo de 9 a 14 átomos de carbono)-2- hidroxiace to fenona , preferentemente oxima de 5- nonil-2-hidroxiacetofenona . 10

6. Un proceso de conformidad con cualesquiera de las rei indicaciones precedentes, carac erizado porque el modificador termodinámico es un fenol alquílico, alcohol, éster, éter, poliéter, carbonato, cetona, 15 nitrilo, amida, carbamato, sulfóxido, o una sal de una amina o un compuesto de amonio cuaternario .

7. Un proceso de conformidad con 20 cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque el modificador termodinámico es una mezcla que comprende un primer compuesto seleccionado del grupo que consiste del fenoles alquílicos, alcoholes, 25 esteres, éteres, poliéteres, carbamatos,

WlM MilggfeB^yrt'foli'*g'^g»*'fc*-^' ^ '-g-«^aA^MgA«gfe¡gsgSS^g¡"-i^,,,^^^. -«.«rfiñÉlM- ^-M-- cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternario, y un segundo compuesto seleccionado del grupo que consiste de alcanoles 5 que tienen de 6 a 18 átomos de carbono, un fenol alquílico en el que el grupo alquilo contiene de 7 a 12 átomos de carbono, y fosfato de t r íbut ilo. 10 8. Un proceso de conformidad con la reivindicación 6 o con la reivindicación 7, caracterizado porque el modificador comprende un éster alquílico altamente ramificado que comprende de 10 a 30 átomos de carbono, o un 15 alcanol altamente ramificado que comprende de 14 a 30 átomos de carbono, o un fosfato de trialquilo en donde los grupos alquilo comprenden de 4 a 14 átomos de carbono. 20

9. Un proceso para la extracción de cobre de una solución amoniacal, en el que una solución amoniacal acuosa que contiene cobre disuelto, se pone en contacto con una composición de solvente de extracción que 25 comprende un solvente orgánico inmiscible en agua y un solvente de extracción inmiscible en agua, por lo cual al menos una fracción del cobre se extrae en la solución orgánica, caracterizado porque la composición del solvente de extracción comprende de 25 a 35 % p/p de oxima de 5- (alquilo de 8 a 14 átomos de carbono )- 1 -hidroxi ace tofenona , de 5 a 15 % p/p de tridecanol, fosfato de tributilo, o isobutirato de 2 , 2 , 4 - 1 r ime t i 1- 1 , 3-pent anodio 1 o 10 el éster del ácido benzoico del mismo, y un solvente hidrocarbúr ico inmiscible en agua.

10. Una composición de solvente de extracción, caracterizada porque comprende un 15 solvente orgánico inmiscible en agua, una or tohidroxiar i Ice t oxima insoluble en agua y un modificador termodinámico insoluble en agua.

11. Una composición de conformidad con 20 la reivindicación 10, caracterizada porque la composición de solvente de extracción comprende de 25 a 35 % p/p de oxima de 5- (alquilo de 8 a 14 átomos de carbono )- 2 -hi drox i ace to f enona , de 5 a 15 % p/p de tridecanol, fosfato de tributilo, 25 o isobutirato de 2 , 2 , 4 - t r ime t i 1 - 1 , 3 -pent anodio 1 -^Aifc*'^ ---.-—------ i« iÉIMki-------ÉI o el éster del ácido benzoico del mismo, y un solvente hidrocarbúrico inmiscible en agua. ífci» . 'L .ge^^?^?^a PROCESO PARA LA EXTRACCIÓN DE METALES DE UNA SOLUCIÓN AMONIACAL RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un proceso para la extracción con solvente, de metales, particularmen e cobre, de soluciones amoniacales acuosas. El solvente de extracción es una ort ohi drox i a i 1 cet oxima de Fórmula (1), Fórmul a ( I ) en donde R1 es un grupo hidrocarbilo, y R2 es un 15 grupo o rt o -hi drox i ar i 1 o y el proceso de extracción se lleva a cabo en la presencia de un modificador cinético. Los modificadores t ermodmámi co s adecuados que se pueden emplear incluyen los alquilfenoles, alcoholes, esteres, 20 éteres y poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos, y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternario. Las ortohidroxiarilcetoximas preferidas son las oximas de 5- (alquilo de 9 a 25 14 átomos de c arbono ) - 2 -hi drox i ace to fenona . Los ^^¡^¡á¿?^^^¿¡¡^¡^ i^?^gi? i ?í?ÉA modificadores preferidos son esteres alquílicos altamente ramificados que comprenden de 10 a 30 átomos de carbono, o alcanoles altamente ramificados que comprenden de 14 a 30 átomos de carbono, o fosfatos tr ial quí li eos en donde los grupos alquilos comprenden de 4 a 14 átomos de carbono. También se proporcionan composiciones de extracción que comprenden una cetoxima y un modi f i cador .