OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE RECUPERACIÓN DE ORO Y COBRE CONTENIDO EN DESECHOS ELECTRÓNICOS

Abstract

Se llevó a cabo la optimización del proceso de recuperación de oro y cobre contenido en desechos electrónicos. Para lograr dicho objetivo, se hizo uso de la metodología de superficies de respuestas (RSM). La optimización se realizó en dos etapas. Primeramente, se optimizó el proceso hidrometalúrgico de lixiviación de los metales de interés. Esto se hizo a partir de un estudio termodinámico previo con base en el análisis de diagramas de Pourbaix y especiación del sistema de lixiviación en medio acuoso. Mediante el análisis termodinámico se definieron las condiciones de potencial y pH a los cuales se lleva a cabo la lixiviación tanto de cobre como de oro, cada uno en etapas de lixiviación por separado. Una vez definida la composición del agente lixiviante, pH y potencial, se optimizaron las variables operativas en el reactor de lixiviación, correspondientes a la velocidad de rotación del propulsor (en rpm) y la relación sólido/líquido (g l-1). Posteriormente a la optimización del proceso hidrometalúrgico, se propuso una propuesta novedosa para realizar la optimización del reactor electroquímico con cátodo de cilindro rotatorio para recuperación de cobre. El proceso de optimización propuesto para el reactor electroquímico consistió en el modelado de los procesos de dinámica de fluidos y transferencia de masa involucrados en el reactor. Para esto, se hizo uso de las herramientas de CFD dispuestas en el software COMSOL Multiphysics. Para la dinámica de fluidos se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds y el modelo de turbulencia ?−?, junto con las condiciones de frontera correspondientes. Posteriormente se modeló el fenómeno de transferencia de masa, también con sus respectivas condiciones de frontera, en su operación a condiciones de corriente límite en el reactor electroquímico. Una vez modelados los fenómenos de trasferencia, se validaron estos modelos mediante su comparación con resultados experimentales. Después de validar los modelos y corroborar su correcto desempeño para predecir el comportamiento del reactor, incluso en cambios significantes de geometría, se realizó un proceso de optimización virtual. Se propuso, a partir de los modelos validados del reactor operando por lotes (batch), la operación en continuo del reactor electroquímico. El reactor electroquímico propuesto en su operación en continuo se optimizó mediante la metodología de superficies de respuesta. Las variables optimizadas correspondieron a el flujo de entrada y la velocidad de rotación del cátodo del reactor electroquímico.