Departamento de Ingeniería Metalúrgica Matriz y Grupo Funcional Intercambio Iónico Características comunes de resinas de Intercambio Iónico Tipo de Resina Matriz y Grupo Funcional Capacidad Aprox. [keq/m3] Temp. Máx. pH Resina Comercial Regeneración de la Resina Gel Fuertemente Ácida Poli estireno -SO3-H+ -SO3-Na+ 1,9 120 a 14 Zerolit 225 Amberlite IR – 120 Lewatit S 100 H2SO4 (diluido) HCl Salmuera (NaCl) Débilmente Ácida Poli acrílica -COO-H+ - CO2- 4,1 100 4 Zerolit 236 Amberlite IRC – 84 Duolite CC3 100 HCl (DILUIDO) Macro poros 1,75 Zerolit 625 Amberlite 200 Lewatit SP 120
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Matriz y Grupo Funcional Intercambio Iónico Tipo de Resina Matriz y Grupo Funcional Capacidad Aprox. [keq/m3] Temp. Máx. pH Resina Comercial Regeneración de la Resina Gel Fuertemente Básica Poli estireno -N+(CH3)2Cl- -N+(CH3)2OH- [-NR3+] 1,2 60 a 14 Zerolit FF (ip) Amberlite IRA – 400 Duolite A101 D NaCl NaOH Débilmente Básica -N+H(CH3)2Cl- [-NR2] 4,1 70 9 Zerolit H – (ip) Amberlite IRA – 45 Wofatit AD 41 HCl (DILUIDO) Macro poros 1,0 Zerolit MPF Amberlite IRA 900 Lewatit MP 500 1,6 80 Zerolit MPH Amberlite IRA – 93 Lewatit MP 62
Intercambio Iónico Departamento de Ingeniería Metalúrgica Tipo de Resina Selectividad del ion (orden decresiente) Fuertemente Ácida [-SO3H] Ba2+ > Ag+ > Pb2+ > Hg2+ > Sr2+ > Ca2+ > Cu+ > Ni2+ > Cd2+ > Zn2+ > Fe2+ > Mg2+ > Mn2+ > K+ > Na+ > H+ Débilmente Ácida [-COOH ó C6H4OH] H+ > Cu2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ Fuertemente Básica Amonio Cuaternaria, [Tipo 1; R4N+] I- > HSO4- > NO3- > Br- > CN- > HSO3- > NO2- > Cl- > HCO3- > OH- > F- Débilmente Básica Amina Primaria -RNH2 Amina Secundaria -NHR2 Amina Terciaria -NR3 OH- > SO42- > CrO42- > NO3- > PO43- > I- > Br- > Cl- > F-
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Capacidad de intercambio de resina catiónica débilmente ácida y aniónica débilmente básica como función del pH
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Solución Pobre (Efluente) Solución a Tratar (Afluente) Distribuidor Resina Colector
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Descripción del ciclo de intercambio iónico El ciclo de intercambio iónico esta dividido en las siguientes etapas: Ciclo de Carga o fijación (servicio) Lavados Descendentes Lavados Ascendentes Ciclos de elución Regeneración
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico A B A = Punto de Ruptura B = Punto de Saturación 0,5 1,0 B.V. C = Concentración Efluente C0 = Concentración Afluente Curva de carga de una Resina
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Típicas curvas de carga en un sistema en contracorriente
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico B.V. Concentración Del Eluido Curva de Elución de una resina
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Resina Aniónica Resina Catiónica Fases Operacionales en un ciclo de lecho mezclado Carga B) Separación C) Regeneración Aniónica D) Regeneración catódica E) Mezclado con Aire
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Típica curva de ciclo de ablandamiento de agua
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico APLICACIONES DEL INTERCAMBIO IÓNICO Procesos de Purificación Tratamientos de aguas (Ablandamiento, Desmineralización) Tratamiento de aguas Salinas Tratamiento de Efluentes Procesos de Recuperación Recuperación de metales desde menas de baja ley y líquidos diluidos Aplicación Analítica y Cromatografía vía IX. Aplicaciones Médicas Riñón artificial Tratamiento de sangre Aplicaciones en la Agricultura
APLICACIONES EN SISTEMAS HIDROMETALÚRGICOS Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico APLICACIONES EN SISTEMAS HIDROMETALÚRGICOS PROCESAMIENTO POR IX DE URANIO a) Condiciones ácidas, pH 0,5 1,5 y 0,2 M b) Condiciones Básica Reacciones de Extracción donde X- = NO3-, Cl-, HSO4-
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Etapa de Regeneración Envenenamiento de la resina
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Resina de intercambio iónico cortesía de Crow Butte Resources, Inc.
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Photograph of downflow ion exchange columns housed in the Plant Building courtesy of Crow Butte Resources, Inc.
Departamento de Ingeniería Metalúrgica PROCESAMIENTO POR IX DE ORO Intercambio Iónico PROCESAMIENTO POR IX DE ORO Adsorción de oro por una resina débilmente básica La elusión es llevada a cabo con soluciones de hidróxido de sodio Protonación de la resina, previo al ciclo de extracción
Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Selección de la Resina Solución a tratar agresiva, contenido de oxidantes Temperatura de operación Velocidad de flujo alta o moderada Lecho de resina profundo o poco profundo Capacidad de operación requerida Pérdidas esperadas bajas Ciclos cortos o largos El uso de regenerante es a temperaturas altas El uso de regenerante es a altas concentraciones Sistema de lecho fijo, fluidizado, empaquetado o sistema continuo La utilización de las resinas es en lecho estratificado o mezcladas La etapa de elución requiere transferencia de resina El efluente es estrictamente limitado por carbono orgánico total (TOC) La aplicación es en la industria alimentaría o nuclear
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico ION EXCHANGE SYSTEMS FOR METAL RECOVERY, DEIONIZING AND RECYCLING