Eliminación de metales de disoluciones de ácido fosfórico con estractantes quelatantes comerciales

Resumen

El ácido fosfórico industrial (WPA) empleado en la fabricación de fertilizantes fosfatados contiene metales pesados procedentes de la roca de origen. Su eliminación es necesaria debida en algunos casos a su toxicidad y en otros a su valor estratégico. Se ha estudiado la viabilidad de la extracción líquido-líquido para la recuperación de cobre, cadmio, hierro y zinc. El extractante Cyanex 301 (ácido bis (2,4,4-trimetilpentil)ditiofosfínico) es capaz de eliminar los citados cationes metálicos de disoluciones de ácido fosfórico de concentración superior a 7 M. Se ha evaluado la influencia de las variables químicas en las reacciones de extracción, postulándose la estequiometría de los complejos extraídos. Las constantes de extracción obtenidas se han correlacionado con la fuerza iónica de las disoluciones. Para ello se han revisado los distintos modelos concernientes a las disoluciones concentradas de ácido fosfórico. En dichas condiciones se producen interacciones muy fuertes entre las especies H3PO4 y H2PO4- que pueden interpretarse en términos de coeficientes de actividad o bien considerando la existencia de H6P2O8 y H5P2O8. La extracción de cobre con Cyanex 301 va acompañada de reacciones redox que producen, además de complejos muy estables de Cu (I) la degradación de parte del extractante, lo que dificultaría su empleo a escala industrial. Como alternativa a Cyanex 301 se ha utilizado LIX 622 (5-dodecilsalicilaldoxima) como extractante de cobre. Previamente se ha analizado la composición de dicho extractante mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas y HPLC. Por otra parte se han preparado geles mixtos de alginato cálcico y los extractantes Cyanex 301, Cyanex 302 y LIX 622, comprobándose su eficacia para la eliminación de metales de ácido fosfórico. Por último se ha aplicado tanto la extracción convencional como los geles de alginato a muestras reales de ácido fosfórico industrial WPA y se ha comprobado que los extractantes empleados son eficaces incluso en el ácido crudo, 10.8 M.