Procesos de fusión y pirometalurgia en la industria del cobre

La combustión: es la relación química rápida del oxígeno del aire u oxígeno directo, que se define como comburente

Tostación: Calentamiento del mineral en presencia de aire para producir el óxido del metal correspondiente.

Fusión: su objetivo es concentrar el metal mediante una separación de fases a alta temperatura

Convercion: es eliminar el azufre y el hierro presente en la fase sulfurada mediante la oxidación selectiva del baño fundido hasta obtener un cobre final puro llamado blister

Pirorefinación (refinación a fuego): tiene como objetivo reducir las impurezas para su adecuado procesamiento

Combustibles: nos referimos a cualquier material que libera energía cuando se cambia o transforma su estructura química

Petróleo: es un líquido formado por una mezcla de hidrocarburos

Objetivos de la fusión de cobre

Lograr mediante calor de 1200 a 1300° C, el cambio de estado sólido de los concentrados y precipitados a una masa líquida de 2 fases eje y escoria

Formar eje principalmente compuesto de sulfuro de cobre y sulfuro de fierro que es una masa líquida de gran peso específico

Formar una escoria que es una mezcla fundida de minerales de ganga y del fundente agregado

Objetivo del proceso pirometalúrgico

Transformar el cobre contenido en los concentrados, precipitados y minerales de fundición directa en cobre metálico y separarlo de otros minerales y metales que constituyen impurezas como fierro, azufre, silicio y otros

Razones para utilizar altas temperaturas en la producción de metales

La estabilidad relativa de los metales haciendo posible que se logren cambios químicos en las diferentes fases presentes en el sistema

Velocidades de transporte de masa y reacciones químicas en menor tiempo

Permite la separación de las fases, que se logra con relativa facilidad

Requisitos fundamentales del combustible

Su poder calorífico, es decir, la cantidad de calor que puede entregar

Que el combustible contenga el máximo de material combustible y genere una cantidad reducida de cenizas

Definiciones

Horno: es una unidad de proceso diseñada para llevar a cabo transformaciones químicas y físicas a temperaturas elevadas en el material que es cargado en él mediante la utilización de energía térmica

Quemador: la función básica de estos quemadores es facilitar un contacto eficiente entre el combustible y el aire que provee el oxígeno requerido para la combustión

Refractario: es un material capaz de resistir solicitaciones térmicas, químicas y mecánicas a temperaturas elevadas de 1200°C sin sufrir deformaciones

Términos

Aire estequiométrico: es la cantidad de aire necesaria y suficiente para asegurar la combustión completa de una unidad de combustión

Fusión autógena: capaz de generar ella misma el calor necesario para mantener alta la temperatura, lo que implica una producción de grandes volúmenes de metal con costos energéticos bajos y se utiliza eficientemente el calor producido por las reacciones exotérmicas

Pirometalurgia: proceso para recuperar un metal a partir del mineral realizado a altas temperaturas para convertir el mineral primero a un óxido y posteriormente al mineral deseado

Características de la llama y tipos

Llama oxidante: se caracteriza por pasar más cantidad de aire que de petróleo, entrega mucho calor y sobre el oxígeno

Llama neutra: igual cantidad de aire y de petróleo, nos sobra oxígeno, no entrega el total de calor que podría entregar el combustible

Llama reductora: genera más cantidad de petróleo que de aire, la temperatura es baja y produce gases negros sobre el combustible

Características principales de la pirometalurgia

Grandes velocidades de reacción

Los sulfuros metálicos son también combustibles aportando el fierro y el azufre

Se originan productos gaseosos

Los metales preciosos son solubles en metal fundido, como el oro, la plata, cobre

Rendimiento metalúrgico en la fundición de concentrado

Disminuir los costos de producción

Menores pérdidas

Escoria con mínimo de cu

Medio ambiente y seguridad

eficiencia de producción

Aumentar la capacidad de fusión y conversión de la fundición