TOSTACION DE CONCENTRADOS DE COBRE
Enviado por franpia • 28 de Octubre de 2015 • Prácticas o problemas • 1.822 Palabras (8 Páginas) • 815 Visitas
UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
LABORATORIO DE QUIMICA INORGANICA
En el transcurso del semestre se desarrollará un proceso que a partir de concentrados de cobre, producto intermedio del proceso metalurgico de obtencion de cobre, permita obtener oxicloruro de cobre que es un producto industrial y que se usa principalmente como fungicida.
El proceso consta de cinco etapas (ver el diagrama de bloques) y cada etapa se realizará en una sesion de laboratorio.
TOSTACION DE CONCENTRADOS DE COBRE (I)
FUNDAMENTOS
La mayor parte de las menas contienen, además de minerales de interés comercial, una gran parte de materiales sin valor (ganga) lo que implica que su tratamiento directo muchas veces, no sea rentable. Un proceso que permite concentrar los minerales y eliminar gran parte de la ganga en forma de residuo o cola, se conoce como concentración.
El proceso de concentración de los minerales sulfurados se realiza principalmente por flotación que permite separar los minerales de interés de la ganga. Para ello se forma una pulpa espesa (22-40 % de sólidos) con el mineral molido y una solución acuosa que contiene reactivos. Esta pulpa alimenta una celda de flotación, por cuyo fondo se introducen burbujas de aire, formándose una densa espuma que sube a la superficie arrastrando preferentemente a las partículas que contienen a los minerales de interés (que son hidrófobos). La separación de esta espuma da lugar a lo que se conoce como concentrado. En el fondo de la celda quedan las partículas de la ganga(que son hidrofilicas), las que habitualmente se acumulan en grandes tranques (relaves).
Los concentrados sulfurados de cobre provenientes de flotación, presentan aproximadamente la siguiente composición:
Cu: 25-29 % Fe: 27-32 % S: 35-40 %
Estos porcentajes corresponden a distintas especies mineralogicas que pueden ser:
Calcopirita : CuFeS2
Bornita : Cu5FeS4
Calcosina : Cu2S
Covelina: CuS
Digenita: Cu9S5
Pirita: FeS2
Además contiene otros minerales sulfurados menores y minerales de ganga.
Estos concentrados pueden someterse posteriormente a un proceso de Tostación, mediante el cual, se transforman los sulfuros de cobre que no son insolubles, a sulfatos y/u óxidos solubles en soluciones acuosas ácidas.
La TOSTACIÓN puede definirse como el calentamiento de un metal o de un compuesto metálico, en presencia de oxigeno con el objeto de llevar cabo un cambio químico de las especies mineralogicas, por el cual se elimina algún compuesto por volatilización y que se efectúa hasta alcanzar una temperatura elevada, pero sin llegar a la fusión. En la tostación de sulfuros metálicos con oxigeno, se pueden diferenciar entre tostación sulfatante en que el objeto es transformar los sulfuros a sulfatos y tostación oxidante en que se obtienen óxidos metálicos. La primera ocurre preferentemente hasta temperaturas del orden de 500º C y la oxidante sobre 500º C y cercano a 800ºC.
- TOSTACION SULFATANTE
Las ecuaciones que representan las reacciones de tostación de algunos de los minerales en este proceso corresponden a:
CuS(s) + 2O2(g) → CuSO4(s)
2 CuFeS2(s) + 7,5 O2(g) → 2 CuSO4(s)n + Fe2O3(s) + 2 SO2(g)
2 FeS2(s) + 5,5 O2(g) → Fe2O3(s) + 4 SO2(g)
- TOSTACIÓN OXIDANTE
Se conoce también como tostación a muerte y tiene como objeto eliminar todo el azufre como dióxido de azufre y obtener óxidos metálicos. En este caso las ecuaciones que representan en forma simplificada la tostacion de algunos sulfuros pueden ser:
CuS(s) + 1,5 O2(g) → CuO(s) + SO2(g)
2 CuFeS2(s) + 6,5 O2(g) → 2 CuO(s) + Fe2O3(s) + 4 SO2(g)
2 FeS2(s) + 5,5 O2(g) → Fe2O31(s) + 4 SO2(g)
Sin embargo, en ambos procesos, tostacion sulfatante y oxidante, los mecanismos son bastante mas complejos que los descritos por estas ecuaciones.
Las reacciones de la tostacion son exotérmicas y en algunos casos, una vez iniciada la reacción, el calor liberado es suficiente para continuar sin un aporte de energía externa, lo que se conoce como tostación autógena. En la práctica en la mayoría de los casos se requiere de calor externo para mantener una temperatura adecuada.
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