Proceso De Refinación Del Cobre, Plomo Y Zinc

“Año De Las Cumbres Mundiales En El Perú”

Fecha: 16/09/2008

INFORME Nº 002 – 2008.EFPM

A : Ing. LÓPEZ EGOAVIL, Deyanire

DE :

TITULO : Proceso de Refinación del Cobre, Plomo Y Zinc

Por medio de la presente me dirijo a usted y a la vez aprovecho la oportunidad para saludarle e informarle lo siguiente.

En cumplimiento de las labores encomendadas del tema de “Proceso de Refinación Del Cobre, Plomo Y Zinc” del curso Balances Metalúrgicos del V Semestre, lo realice sin ningún problema y lo presento.

Atentamente:

OPERACIONES Y PROCESOS EN EL COMPLEJO METALURGICO DE LA OROYA

PRODUCCION DE COBRE REFINADO

1. Preparación – Tostación

Los concentrados son decepcionados en la planta de preparación, pesados y muestreados para luego ser mezclados con fundentes, de acuerdo a índices metalúrgicos predeterminados. Los fundentes, como cal y sílice, son molidos y mezclados para una buena homogenización de la mezcla final que conformara el lecho de fusión a ser tratado.

En el proceso de tostación, la mezcla es sometida a temperaturas entre 500ºC – 600ºC, donde se eliminan materias volátiles como azufre y arsénico, produciendo un material llamado calcina, que es la materia prima para la siguiente etapa del proceso.

2. Fundición De Cobre

En esta planta, la calcina es alimentada a un horno Oxy Fuel donde se funde a temperatura promedio de 1200 ºC, con la ayuda de quemadores verticales oxigeno – petróleo. En le horno Oxy Fuel, se obtienen dos productos: la mata, que es rica en sulfuros de cobre y fierro; y la escoria que es material desechable, la cual es granulada y depositada.

La mata en estado liquido, es transferida a reactores llamados Convertidores, donde mediante el soplado con aire a presión y adición de fundentes se obtiene cobre ampolloso, llamado Blister, con 98.5% de cobre 6000ª 7000gr/tn de de plata.

La plata de Cottrell Central recupera el material particulado que contienen los gases del horno Oxy Fuel y de los convertidores, proporcionando mejores condiciones ambientales en la Oroya.

3. Refinación De Cobre

Los ánodos de cobre blister son sometidos a un proceso de refinación electrolítica en la refinería de cobre ubicada en Huaymanta y permite obtener cátodos de cobre con 99.98% de pureza, los cuales son comercializados de esta forma.

Los metales preciosos disueltos en el cobre blister (oro y plata) son recuperados en los lodos que se depositan en las celdas electrolíticas de la refinación de cobre.

Estos lodos son procesados en la plata de residuos anódicos para obtener doré al 98.5% de plata y posteriormente, plata refinada (99.99% de plata) y oro bullón en la planta de la refinación de la plata.

TOSTACIÓN DE CONCENTRADOS DE COBRE

La tostación, como se realiza en la extracción del cobre, es una oxidación parcial de los concentrados de sulfuro de cobre con aire. Esta operación se lleva a cabo por dos principales razones que dependen del método de extracción del cobre que siga posteriormente.

a) Extracción Hidrometalúrgica. Los minerales sulfurados de cobre no se lixivian fácilmente pero sus sulfatos son solubles en agua y sus óxidos son solubles en ácido sulfúrico diluido. Por lo tanto, una tostación controlada de sulfuros pueden producir un producto calcinado rápidamente lixiviable. Este proceso se usa en varias localidades.

b) Extracción Pirometalúrgica. A menudo la tostación se practica previamente a la fundición en horno de reverbero y en horno eléctrico. En este caso los objetivos son:

• Utilizar el calor de la tostación para secar y calentar la carga antes de ser introducida al horno de fundición.

• Aumentar la concentración de cobre en el producto de fundición, en la mata liquida.

El proceso de tostación real es el mismo en ambos casos y se usan tostadores de hogar y de lecho fluidificado, siendo el último la unidad más moderna. La tostación para la extracción del cobre se lleva a cabo entre 500 y 700ºC. Normalmente es autógena pero si los concentrados están excesivamente húmedos se puede requerir combustible de hidrocarburos.

El SO2 es un subproducto de la tostación. Afortunadamente su concentración en los gases que salen del tostador se eleva a (5% de SO2 en los gases de los tostadores de hogar, de 5 a 15% SO2 en los gases de los tostadores de lecho fluidificado y puede ser eficientemente eliminado como acido sulfúrico. La adaptabilidad de los gases de tostador para la manufactura de acido sulfúrico puede ser otra razón importante para la tostación, en especial donde es necesario acido sulfúrico para una operación de lixiviación

Tostación Previa a la Función.

La tostación controlada de los concentrados de cobre da por resultado la oxidación parcial del azufre SO2 y la oxidación parcial de los sulfuros de hierro y óxidos de hierro. El gas SO2 se elimina durante la tostación y los óxidos y sulfatos de hierro se eliminan posteriormente en forma de escoria durante la fundición. Los óxidos y sulfatos de cobre también se forma durante la tostación parcial pero se reducen de nuevo a sulfuros dentro del horno de fundición.

Por lo tanto la tostación da por resultado una eliminación neta de hierro y azufre y esto conduce a un producto de fundición (mata) que es de un grado de cobre considerablemente más alto que el concentrado original.

Tostación Previa a la Lixiviación.

La lixiviación de los calcinados de tostador casi siempre se lleva a cabo junto con la lixiviación de las menas de oxido naturales. Los calcinados de tostador contribuyen al proceso total en dos formas:

a) Proporcionan sulfatos de cobre solubles y óxidos de cobre los cuales agregan cobre al circuito de la lixiviación.

b) El sulfato de cobre en los calcinados adiciona iones SO4 a la solución los cuales conducen a la formación de acido sulfúrico durante la separación por electrolisis posterior del cobre, es decir, este acido sulfúrico actúa como compensador por las perdidas ocurridas durante la lixiviación de las menas de óxidos naturales. El producto del tostador debe contener suficiente sulfato de cobre para mantener el equilibrio de H2SO4 del proceso de lixiviación – separación por electrolisis el resto del cobre permanece como oxido de cobre.

Se ha propuesto la lixiviación de calcinados “tostados a muerte” los cuales los sulfuros de tuestan completamente hasta llegar al oxido, sin embargo en la actualidad, esto no es un proceso comercial. En esta ultimo caso, el acido sulfúrico obtenido a partir de los gases del tostador podría ser usado como el medio de lixiviación.

Proceso Químicos en la Tostación.

Las reacciones principales durante la tostación son la oxidación de los sulfuros de hierro y cobre para obtener sulfatos y óxidos. Algunos ejemplos de las reacciones totales son:

Oxidación completa

Selección de la Temperatura De Tostación.

- Tostación para el proceso de fundición. La practica actual es tostar de 500 a 600ºC

- Tostación para el proceso de lixiviación. La tostación para producir un producto mezclado de sulfato de cobre /oxido de cobre debe llevarse a cabo entre 677 y 800ºC.

Cinética de la tostación.

La oxidación de sulfuros con aire es de naturaleza heterogénea. Las velocidades de tostación dependen, por lo tanto, del tamaño de la partícula (área superficial) y la intensidad del contacto aire/partícula, así como la concentración de oxigeno y la temperatura del gas.

Un factor importante considerable en la tostación es la temperatura de encendido, la cual es la temperatura mas baja a la cual una partícula de mineral se oxidara lo suficientemente rápido para conservar o aumentar la temperatura del tostador.(principiar y mantenerse a casi 400ºC para concentrados secos). Las temperaturas de encendido de los concentrados húmedos son mas elevados debido a que se debe suministrar calor para la vaporización del agua.

Hornos Y Métodos De Tostación

La tostación de los concentrados de cobre se llave a cabo en tostadores de hogar múltiples, o en tostadores de lecho fluidificado. El horno de hogar múltiple es anticuado y todas las instalaciones nuevas de tostación desde 1960 han sido de lecho fluidificado debido a sus velocidades de producción altas, su excelente control de temperatura y químico y a la concentración alta de SO2 en sus gases de salida.

Resumen:

En

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