Metalurgia Del Cobre

 

METALURGIA DEL COBRE, PLOMO Y ZINC

M.Sc. Ing. Ricardo Castillo Ungaro

 

Metalurgia del cobre Tostación

Los concentrados de cobre son recibidos en la planta de preparación para conformar los lechos de fusión que se alimentan a los tostadores  para producir calcina, la cual es tratada en el horno Oxy-Fuel (Reverbero) para obtener mata y escoria (la cual es enviada a los depósitos de escorias). La mata (cobre blanco) es tratada en los convertidores para obtener cobre blister de aproximadamente 98.5% de pureza, la cual es moldeada y enviada a la Refinería de Cobre. Tostación: se define como la oxidación de sulfuros metálicos para dar óxidos metálicos y óxidos de azufre; calentando los sulfuros sin llegar a la T° de fusión.   2MS + 3O2  = 2MO + 2SO2 Objetivo de la tostación: es obtener un producto que después de fundirse se obtenga una mata, capaz de ser tratada eficientemente en los convertidores. Calcina: combinación de óxidos y sulfuros.

 

……….. Fundición y Conversión

La Planta de Fundición incluye el horno Oxy-Fuel y los Convertidores. En el horno se funde la calcina  producida en los tostadores, donde se obtiene mata de cobre (sulfuros de cobre y fierro) y escoria (óxidos de hierro y sílice). La mata es enviada al proceso de conversión y la escoria es transportada hacia la cancha de escorias. 2CuO + 2FeS2 =

Cu2S + 2FeS   +

SO2

En los convertidores, mediante un proceso de oxidación selectiva (conversión) se elimina la mayor parte del fierro, azufre y otros elementos contenidos en la mata, obteniéndose cobre blister de 98,5% Cu, el cual es moldeado en ánodos y enviado a la Refinería de Cobre. FeS + 3/2 O 2  = FeO + SO2 

;

Cu2S + O2  = 2Cu + SO2

 Nota: El nombre "cobre blister" proviene del aspecto que tienen tienen los productos moldeados en su superficie (blister = ampolla).

 

…….. Refinación

La Refinería de Cobre es un conjunto de celdas electrolíticas en las que mediante un proceso de electro refinación se disuelve selectivamente el cobre de los ánodos y se deposita sobre láminas iniciales de cobre, obteniéndose cátodos de cobre refinado de 99.98% de pureza. Los otros elementos contenidos en los ánodos se precipitan en el fondo de las celdas como lodo anódico con altos contenidos de plata, el cual es enviado a la planta de Residuos Anódicos.

 

Metalurgia del Plomo

El circuito de plomo, conformado por la Plantas de Aglomeración, Aglomeración, Fundición y Refinería. Planta de Aglomerac Aglomeración ión En esta Planta se usa el proceso de sinterización, el cual es el proceso de calentamiento de materiales finos a una determinada temperatura (800 °C) sin una fusión completa, tal que las partículas sólidas pequeñas en contacto entre ellas se adhieren adhieren y aglomeran y dan una partícula mucho más grande (sinter (sinter grueso) que es enviado a la Fundición de Plomo para ser tratado en los Hornos de Manga y los gases generados son enviados enviados a la Planta de Acido Sulfúrico.

 

………. Fundición El sinter grueso proveniente de la Planta de Aglomeración es alimentado junto con coque metalúrgico a los Hornosdedeobra Manga, donde proceso fusión-reducción "plomo de y escoriaen . El  plomo se envía a lamediante Planta deunEspumaje Espum aje de (Drossing) y las escorias escorseiasobtiene son transportadas transportad as yobra" almacenadas el depósito de escorias. El plomo libre de dross, es decoperizado mediante agitación para remover el cobre remanente, obteniéndose obteniéndose plomo bullón que es transferido a la sección de moldeo. PbO + C = Pb + CO

 

Horno de manga

;

Pb  + CO

+ 1/2 O2 = Pb + CO2 “plomo de obra”

Drossing (plomo Bullón)

 

………. Planta de Moldeo El plomo bullón decoperizado es moldeado en tornamesas, obteniéndose como producto ánodos de plomo de 96.4% de pureza, los cuáles son enviados en carros anoderos a la Refinería de Plomo.

 

 

………. Refinación Refina electrolíticamente los ánodos de plomo en celdas electrolíticas, obteniendo dos productos: el plomo que se electrodeposita en la parte catódica de la celda y las impurezas que se precipitan en el fondo de la celda. El plomo refinado producido tiene una pureza de 99.9976% cuya calidad es de gran demanda en el mercado mundial. Las impurezas, del fondo de las celdas, con altos contenidos de plata denominados lodos anódicos son retirados y enviados a la planta de Residuos Anódicos. Anódicos.

 

Metalurgia del Zinc

Planta de tostación Los concentrados de zinc provenientes de las diferentes minas son transportados por vía férrea y en camiones  para su descarga y almacenam almacenamiento. iento. Aquí se realizan las mezclas de calidades de concentrado concentradoss según el requerimiento del circuito. En la planta de Tostación se procesan las mezclas de concentrado en un tostador de cama turbulenta (TLR)  para obtener obtener los productos: calcina (ZnO) (ZnO) y gases de SO2 que se envían envían a la planta planta de Ácido Ácido Sulfúrico. Planta de lixiviación En estadeplanta procesadelazinc calcina producida en el Tostador (TLR) con la finalidad de transformar el óxido zinc ensesulfato mediante lixiviación con ácidoLurgi sulfúrico. MO + H2SO4 = MSO4  + H2O

 

………… Unidad de separación de solidos En esta unidad se recibe la pulpa proveniente de los tanques de lixiviación para separar los sólidos (ferritas de zinc) de la solución impura de sulfato de zinc. Fe2O3 . ZnO

(ferrita de zinc), es perjudicial porque reduce la recuperación de zinc y además es insoluble a los ácidos.

Se forman cuando los concentrados de zinc llevan un alto contenido de Fe que no se ha podido eliminar en la etapa de  flotación.

Planta de purificación Las en la con solución de sulfato de zincdeproveniente de laobteniéndose unidad de separación de sólidos, son impurezas removidas contenidas precipitándolas la adición controlada polvo de zinc, dos productos: una solución purificada de sulfato de zinc que es enviado a casa de celdas y un precipitado de zinc que es sometido a procesos metalúrgicos para obtener otros productos como: cemento de cobre, esponja de cadmio y sulfato de zinc.

 

………. Planta de casa de celdas: En esta planta, mediante un proceso electro-químico electro-químico el zinc contenido en la solución purificada de sulfato de zinc se electro-deposita sobre cátodos de aluminio formando láminas de zinc catódico, estas láminas son removidas (ver imagen de la derecha) y enviadas a la etapa de fusión y moldeo.

Planta de fusión, moldeo y despacho: Las láminas de zinc catódico provenientes de la Casa de Celdas son fundidas en un Horno eléctrico de inducción y luego se moldea en lingotes, los cuales son apilados en atados y embalados con flejes de acero  para su despacho, despacho, 99.99%.

 

……….

Gracias