CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

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[pic 4]

Donde CB(X) y CA(X) son las concentraciones de X en B y A respectivamente y KT el coeficiente de reparto, que depende de la temperatura.

Balances:

Realizando un balance de masa total y uno en soluto sobre el volumen de control obtenemos lo siguiente:

- Balance total:

F +B = M = R + E

- Balance en soluto (A):

[pic 5]

Diagrama triangular

[pic 7][pic 6]

Dónde:

C, D, S= Compuestos

M= punto mezcla

F= alimentador

R= refinado

E= extracto

Curva de estabilidad

[pic 8]

Ilustración 4: Ejemplo representativo

2.2.2 Extracción sólido-líquido

Operación unitaria cuya finalidad es la separación de uno o más componentes contenidos en una fase sólida, mediante la utilización de una fase líquida o disolvente. El componente o componentes que se transfieren de la fase sólida a la líquida reciben el nombre de soluto, mientras que el sólido insoluble se denomina inerte.

En la práctica, al término de la extracción, la fase portadora sólida siempre contendrá todavía una parte del soluto en el sólido. Además, una parte del disolvente permanecerá también ligada de forma adsorbato a la fase portadora sólida

Los componentes de este sistema son los siguientes:

- Disolvente (1)

- Material de extracción( fase portadora solida con soluto ) (2)

- Soluto (componentes que se transfieren desde el sólido hasta en líquido extractor)(3)

- Fase portadora sólida lixiviada (4)

- Disolvente con el soluto de transición en el disuelto (5)

[pic 9]

Ilustración 5: Componentes de la extracción solida

Factores que afectan la extracción solida:

- Tiempo de contacto. Es un parámetro importante, ya que determina el tiempo necesario para extraer el material o mineral en el porcentaje requerido según las condiciones operativas establecidas.

- Temperatura. La temperatura es fundamental en la lixiviación dinámica, en cambio la lixiviación estática puede efectuarse a temperatura ambiente, factor favorable para el desarrollo de la lixiviación de minerales de cobre.

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Propiedades de la extracción en la Transferencia de Masa

- Hay que distinguir entre extracción sólido-líquido y extracción líquido-líquido según que la materia a extraer esté en un sólido o en un líquido respectivamente. En este último caso, el disolvente ha de ser inmiscible con la fase líquida que contiene el soluto.

- La difusión es el fenómeno que permite que exista un equilibrio de concentraciones donde las partículas van de un lugar más concentrado a uno de menos concentración.

- Es característico en estas operaciones que el tipo de equipo cambien rápidamente, por eso con frecuencia se proponen nuevos diseños que sirven solo para unas cuantas aplicaciones y son remplazadas por otros.

- La transferencia del componente disuelto (soluto) se puede mejorar por la adición de agentes saladores a la mezcla de alimentación o la adición de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extracción. En algunos casos se puede utilizar una reacción química para mejorar la transferencia.

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Características de la extracción en la Transferencia de Masa

- Los costos relativos son importantes, por ejemplo es difícil separar por destilación al ácido acético de una solución con agua, pero con la extracción es relativamente fácil con un adecuado disolvente, en particular para soluciones más diluidas donde el agua debe evaporarse por destilación, la extracción es más económica por que la evaporación de los disolventes orgánicos es menor que del agua.

- Para la elección del disolvente en el caso de extracción liquida debemos percatarnos que no sea toxica, no exista reacción química entre sí, no presente cambio químico pues así permitirá que se mas fácil su recuperación de la otra sustancia y nos ahorre tiempo de trabajo.

- Mientras más sea el grado veces de extracción del soluto de una mezcla mayor es la pureza del componente, por ejemplo una extracción simple tendrá un extracto en menor pureza de uno con un extracción múltiple.

- En el caso de las extracciones para disminuir la utilización de disolventes (elementos y materiales) utilizamos una extracción continua en un matraz de un sistema cerrado, así permitiendo que los vapores del disolvente se condensen nuevamente y se vuelvan a reutilizar en el sistema.

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Aplicaciones de la extracción

- La extracción solido liquido puede usarse el tratamiento de agua potable. La eliminación de pesticidas se puede realizar adicionando carbón activo en una de las etapas del tratamiento de potabilización.

- La extracción líquido-líquido se utiliza en la industria del petróleo para la extracción del asfalto mediante propano líquido.

- La extracción sólido-líquido tiene las siguientes aplicaciones: obtención de aceites y grasas animales y vegetales, obtención de extracto de materia vegetal y animal. Industria minera (lixiviación), obtención de azúcar a partir de la remolacha.

- Refinación de aceites lubricantes y disolventes.

- En la extracción de productos que contienen azufre.

- Desulfuración de productos petrolíferos.

- Productos farmacéuticos Ejemplo en la obtención de