Obtención de un precursor de electrodos de hierro a partir de colas negras de la industria del níquel mediante lixiviación ácida y precipitación química

Autores/as

Palabras clave:

lixiviación ácida, precipitación química, colas negras, goethita, electrodos de hierro

Resumen

La industria del níquel en Moa genera significativas cantidades de residuos sólidos, conocidos como colas negras, con un elevado contenido de hierro (>40 %). La recuperación de este elemento representa una alternativa sostenible para su uso como material precursor de electrodos negativos en baterías recargables de níquel-hierro. Este estudio evalúa la viabilidad de utilizar estas colas como fuente de hierro. La síntesis se realizó mediante lixiviación con ácido sulfúrico, para lo cual se diseñó un experimento factorial que optimizó el proceso. Se alcanzaron eficiencias de extracción de hierro entre 27 % y 62 %, siendo la concentración del ácido el factor más influyente. El licor rico en hierro se sometió a una etapa de precipitación por ajuste de pH con NaOH y burbujeo de oxígeno, generando un sólido de color marrón. El análisis por Difracción de Rayos-X identificó goethita (FeOOH) como fase principal en el precipitado, el cual presentó un contenido de hierro de 47,13%. Los resultados demuestran el potencial de estas colas residuales como precursores de materiales electroactivos.

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Angulo-Palma, H. J., Legrá, Á. L., Urgellés, A. L., Pedrera, C. H., Gallegos, S., Galleguillos, M. F. M., & Toro, N. (2024). Use of a mixture of coal and oil as an additive for selective reduction of lateritic ore by the Caron process. Hemijska industrija, 78(1), 17-27. https://doi.org/10.2298/HEMIND230118017A

Cabrera, G., Gómez, J. M., Hernández, I., Coto, O., & Cantero, D. (2011). Different strategies for recovering metals from CARON process residue. Journal of hazardous materials, 189(3), 836-842. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.048

Cisneros-Sánchez, D., Otero-Calvi, A., Quesada-González, O., Sosa-Martínez, M., & Capote-Flores, N. 2021: Síntesis del hidróxido de níquel (II) con disolución multicomponente de la lixiviación de sulfuro de la tecnología Caron. Revista Colombiana de Química, 50(2), 49-57. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v50n2.89644

Díaz Bello, S.C. (2016). Modelamiento cinético del procesamiento de minerales lateríticos de níquel por vía pirometalúrgica. Oscar Jaime Restrepo Baena (Tutor). Tesis doctoral. Universidad Nacional de Colombia. 121 p. https://bffrepositorio.unal.edu.co/server/api/core/bitstreams/65d73ef2-341d-4da7-8ce5-5f110ffb64c3/content

El Issmaeli, Y., Lahrichi, A., Kalanur, S. S., Natarajan, S. K., & Pollet, B. G. (2023). Recent advances and prospects of FeOOH-based electrode materials for supercapacitors. Batteries, 9(5), 259. https://doi.org/10.3390/batteries9050259

Fernández Bao, S. (2020). Diseño de experimentos: diseño factorial. Pablo Buenestado Caballero (Tutor). Tesis de Maestría. Universidad Politécnica de Catalunya. Barcelona. https://upcommons.upc.edu/server/api/core/bitstreams/f0fb825d-bc69-4947-8b52-26b3f0eb047c/content

Fernández, A. D., Sariol, L. R., Ramos, E. D., Coto, O., Gómez, A. C., Pérez, J. A. A., & Padilla, M. (2015). Biolixiviación de colas del proceso carbonato amoniacal empleando microorganismos autótrofos. VI Congreso Cubano de Minería. Simposio Geología, Exploración y Explotación de las Lateritas. La Habana, Cuba. http://www.redciencia.cu/geobiblio/paper/2015_Fernandez_MIN1-P17.pdf

García-Peña, E., de los Milagros Palacios-Rodríguez, A., Rodríguez–Torres, M., & Hernández-Cordero, Y. (2013). Lixiviación ácida de residuales sólidos de la tecnología carbonato amoniacal. Minería y Geología, 29(1), 17-28. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=223527546002

Linden, D. &. Reddy, T.B. (2001). Handbook_of_batteries. 3 ed, McGraw-Hill, New York, 1454 p. https://dl.icdst.org/pdfs/files/b334382400c223631bea924f87b0a1ba.pdf

Medina, M. P., Cabrera, E. M., Ortega, G. G., Borges, S. A., del Campo Lafita, A. S., & Hernández, J. F. (2008). Lixiviación de colas del proceso Caron con lixiviante orgánico: ácido acético y ácido piroleñoso. Tecnología Química, 28(3), 28-34. https://www.redalyc.org/pdf/4455/445543757003.pdf

Medina, M. P., Cabrera, E. M., Ortega, G. G., Guilarte, Y. B., & Borges, S. A. (2006). Lixiviación de las colas del proceso carbonato amoniacal de extracción de níquel y cobalto con productos líquidos de la pirolisis del bagazo de caña. Revista Cubana de Química, 18(1), 134-136.

Miranda L., J., Chaviano R., L.& J. R. Miranda (2000). Nuevas interpretaciones químico-mineralógicas de las menas lateríticas y serpentínicas a través del proceso pirometalúrgico en la tecnología carbonato-amoniacal. Revista Cubana de Ciencias Químicas, XIV(2), 2002.

Navarro Breffe, Y. (2017). Evaluación de las principales características físico–químicas del pasivo ambiental colas viejas para su posible uso industrial. M.C. Ramírez Pérez & José Alberto Pons Herrera (Tutores). Trabajo de Diploma. Universidad de Moa. 76 p. https://ninive.ismm.edu.cu/bitstream/handle/123456789/2556/yaimaris.pdf?sequence=1&isAllowed=y

ONUDI (2023). Programa de apoyo para el sector energético en Cuba – Eficiencia energética. Ministerio de Energía y Minas (MINEM). Cuba. https://mptf.undp.org/sites/default/files/documents/40000/prodoc_unido_onure_ue_26.04.2019.pdf

Palacios-Rodríguez, A. & García-Peña E. (2014). Extracción de cobalto de escombros lateríticos mediante lixiviación ácida. Minería y Geología, 30(2), 73-86. https://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/view/742/487

Palacios-Rodríguez, A., & García-Peña, E. (2014). Extracción de cobalto de escombros lateríticos mediante lixiviación ácida. Minería y Geología, 30(2), 73-86. https://www.redalyc.org/pdf/2235/223531569005.pdf

Pérez González, R. L. (2022). Desarrollo de dispositivos para almacenamiento de energía, utilizando materiales a base de carbono, óxidos y polímeros. Jorge Roberto Oliva (Tutores). Tesis doctoral. Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. 127 p. https://repositorio.ipicyt.edu.mx/bitstream/handle/11627/5807/TES-DNMPerezGonzalezDise%c3%b1oDispositivos.pdf?sequence=6&isAllowed=y

Ramírez Pérez, M.C. (2002). Estudio de beneficiabilidad de los escombros lateríticos de la región de Moa. Alberto Hernández Flores & José Alberto Pons Herrera. (Tutores). Tesis de Maestría. Universidad de Moa. 64 p. https://ninive.ismm.edu.cu/bitstream/handle/123456789/1336/MariaCaridad.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Rendón, J.G. & López González, D. M. (2022). Oportunidades y retos de la integración de los recursos energéticos distribuidos hacia la transición a mercados energéticos más eficientes y resilientes. https://repository.eafit.edu.co/server/api/core/bitstreams/78d7c697-2d96-4957-af9f-8a8da8269486/content

Rojas, A. (2003). Características mineralógicas de los residuales no lixiviados del proceso Caron. Moa, Holguín, Cuba. Revista Geología y Minería, 23-34.

Rojas-Purón, A. L., & Turro-Breffe, A. (2003). Composición mineralógica de las colas del proceso Caron en Moa, Holguín, Cuba. Minería y Geología, 19(3-4), 8-8. http://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/view/241

Rojas-Purón, A. L., & Turro-Breffe, A. (2003). Composición mineralógica de las colas del proceso Caron en Moa, Holguín, Cuba. Minería y Geología, 19(3-4), 8-8. http://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/download/241/237

Sánchez Guillén, C., Gaínza Delgado, Y., & Magaña Haynes, M. E. (2014). Evaluación de la extracción de níquel y cobalto en una mezcla de cola y lateritas fuera de balance. Tecnología Química, 34(3), 275-282. http://scielo.sld.cu/pdf/rtq/v34n3/rtq06314.pdf

Sánchez, M. B., & Martínez, G. S. (2007). Estudio de la separación del Fe (III) de las disoluciones ácidas de la lixiviación de las colas de Nicaro con los ácidos sulfúrico y clorhídrico. Revista Cubana de Química, 19(3), 10-19. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=443543708002

Sánchez, M.B., G.S. Martínez & chacón, J.J. (2007). Estudio preliminar de la lixiviación de las colas de Nicaro con disoluciones ácidas de HCl y H2SO4. Revista Cubana de Química, 19(3), 3-9. https://www.redalyc.org/pdf/4435/443543708001.pdf

Valix, M., & Cheung, W. H. (2002). Effect of sulfur on the mineral phases of laterite ores at high temperature reduction. Minerals Engineering, 15(7), 523-530. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(02)00069-9

Wang, K., et al. (2016). A novel Ni(OH)2/graphene nanosheets electrode with high capacitance and excellent cycling stability for pseudocapacitors. Journal of Power Sources, 333(30), 156-163. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.09.153

Yang, J., Chen, J., Wang, Z., Wang, Z., Zhang, Q., He, B., ... & Wei, L. (2021). High‐Capacity Iron‐Based Anodes for Aqueous Secondary Nickel− Iron Batteries: Recent Progress and Prospects. ChemElectroChem, 8(2), 274-290. https://doi.org/10.1002/celc.202001556

Zu, G.S., Jun Zhang, Zhihua Zhou, Bin Wang, Xiaodong Wu, Guangming Zhang, Y. (2017). Homogeneous deposition of Ni(OH)2 onto cellulose-derived carbon aerogels for low-cost energy storage electrodes. RSC Advances, 7(17), 10583-10591. https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/ra/c6ra26566a

Publicado

2025-12-15

Cómo citar

García-Torres, D. A., Danguillecourt-Alvarez, E., Leyva- Navarro, E., & Hernández-Pérez, Y. (2025). Obtención de un precursor de electrodos de hierro a partir de colas negras de la industria del níquel mediante lixiviación ácida y precipitación química . Minería Y Geología, 41(4), 394–410. Recuperado a partir de https://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/view/2878

Número

Sección

Metalurgia extractiva