Pirometalurgia

Pirometalurgia

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docent

25/04/2014

Introducción

La pirometalúrgia es la rama de la metalurgia y de la electrometalúrgia consistente en la obtención y refinación de los metales utilizando calor, como es en el caso de la fundición.

La pirometalurgia es la técnica tradicional de extracción de metales. Permite obtener metales a partir de sus minerales o de sus concentrados por medio del calor. Se trata principalmente de extraer el metal del mineral, eliminar la ganga del mineral y purificar los metales. Históricamente, este procedimiento fue el primero en aparecer.

Una gran cantidad de metales tales como el hierro, níquel, estaño, cobre, oro y plata son obtenidos desde el mineral o su concentrado por medio de la pirometalúrgia.

La pirometalúrgia es utilizada en mayor proporción porque es un proceso mucho más rápido, su desventaja es ser altamente contaminante para el ambiente.

Altas tasas de reacción

Los procesos pirometurgicos típicos a temperaturas entre 800 y 1600 °C. a estas temperatura la velocidad de las reacciones químicas son altas, por lo que la cinética total del proceso es controlada por transferencia de masa ( difusión y convección) en el lugar de la reacción. En las reacciones de lixiviación que se efectúan a temperaturas cercanas a la ambiente (25-150 °C), la cinética de la reacción es controlada por reacción química, lo que requiere largos tiempos de residencia en el reactor .

Insumos:

Tipo de material Cantidad miles de toneladas (anual)

Ánodos 49,6

Concentrados de cobre 124,3

Concentrados de molibdeno 8,3

Concentrados de oro 15,2

Minerales

Precipitados 2,8

0,2

La única materia prima que se utiliza en los procesos pirometalurgicos es la roca mineral que contiene cobre –y en algunos casos también molibdeno–, con un nivel de concentración (ley de mineral) que hace comercialmente viable su explotación.

utiliza como materias primas residuos procedentes de fuentes externas.

Insumos Proceso asociado Unidad Cantidad

Barras y y colas de acero Molienda del mineral Toneladas 74,627

Acido sulfúrico Lixiviación primaria Toneladas métricas finas 937,428

Cal Procesos de flotación en plantas concentradoras

Tratamiento de riles en plantas de ácidos Toneladas métricas 283,972

Neumáticos Extracción mina y transporte en general Unidades 1906

Explosivos Explotación mina Toneladas 59.170

Productos químicos

Depresantes

Extractantes

Pentasulfuro fósforo

proceso de concentración y refinación

Toneladas

Metros cúbicos

Toneladas

11.829

2.268

1.735

ENERGÍA

El consumo de energía directa de minera varía según los distintos procesos productivos.

La siguiente tabla muestra los consumos de energía directa. Los tipos de energía corresponden a los recomendados por el protocolo de energía de la Iniciativa Global de Reportes. Los consumos totales se encuentran en unidades de terajoules (TJ) y megawatts-hora (MWh).

AGUA

El agua es uno de los principales insumos y, por tanto, su uso eficaz y recirculación son esenciales en los procesos productivos de la empresa. La tabla adjunta sintetiza el desempeño de las mineras en este aspecto.

En miles de metros cúbicos

Productos y subproductos

Concentrado de cobre

Minerales de cobre: Ganga

Calcopirita: CuFeS 2 Cuarzo: SiO2

Bomita: Cu5FeS4 Dolomita: CaCO3MgCO3

Calcocina: Cu 2S Aluminatos: SiO2 * Al2O3

Pirita : FeS2

Impurezas: As, Sb, Bi, Zn, Pb

Metales preciosos: Ag, Au, Pt

Diagrama de flujo del proceso

El chancado

 Es la primera parte de los procesos de conminución. Generalmente es una operación en seco y usualmente realizada en 1,2 o 3 etapas.

 Las colpas del mineral proviente de las minas pueden ser tan grandes como 1,5 m y el producto final requerido variará, según sea la aplicación de que se trate entre 20 cm y 7mm

La molienda

 La molienda es la segunda parte de los procesos de conminución. Generalmente es una operación en húmedo y usualmente realizada en 1 o 2 etapas.

 El mineral chancado proviene normalmente de las etapas de chancado primario o terciario (con granulometrías del orden de 20 cm o 1 cm) y el producto final requerido variará, según sea la liberación requerida del mineral de que se trate, entre 100 y 300 µm.

 La reducción de tamaño se realiza mediante la combinación de los mecanismos de impacto y abrasión, en tubos cilíndricos o cilindrocónicos

Proceso donde comienza la pirometalurgia

Secado

Eliminación parcial o total del agua contenida en los concentrados

Las razones por la cual se secan los concentrados:

- Reducción costos de transporte

- Mejoramiento del carguío y de la

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