Fusion en Baño CT

8/19/2019 Fusion en Baño CT

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Antecedentes Históricos

Pirometalurgia: Conjunto de Técnicas para la obtención de metales por medio del uso del calor(Piros=Fuego).

Las Pirometalurgia es el más importante y más antiguo de los métodos etracti!os de metales" utili#adopor el $ombre. %ace &.''''.''' a*os el $ombre de las ca!ernas uso el +uego para obtener metales yde esta +orma a!i#orar el término de la edad de piedra. ,l cobre +ue el primer metal -ue conoció el$ombre.

,n las orillas del ro /u+rates se erigió la ci!ili#ación 0umeria" en el entorno de la ciudad de 1r 2.3'' a4.''' a*os 5.C." obtenián cobre a partir de los yacimientos alrededor del lago 6an en 5rmenia" tambiénconocieron el esta*o.

Posteriormente los ,gipcios etrajeron cobre nati!o y mala-uita desde los yacimientos de las monta*asal oriente del 7ar 8ojo alrededor de 9.&'' a*os 5.C. C$ipre centro de comercio en esa misma era"también desarrollo yacimiento de cobre.


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,l conocimiento de técnicas de obtención de metales determinó el predominio sobre otras culturasmenos a!an#adas.

,n 5mérica las más importantes ci!ili#aciones originarias" desde los 7ayas a los :ncas"desarrollaron técnicas de +undición de metales para +abricar armas" $erramientas y or+ebrera.

Los primeros $ornos de re!erbero +ueron construidos en la era medie!al y +ueron usados para+undir bronce usado para +abricar campanas de iglesias.

,n 33; ansea (?els$"


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En nuestro país el cobre se encuentracombinado con oxígeno y azufre,minerales oxidados y sulfurados,respectivamente.


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Minerales Oxidados

Cuprita Cu2O Melaconita CuO


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Minerales Sulfurados

Calcosina Cu2S Covelina CuS


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Calcopirita CueS2 !ornita Cu"eS#


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En la región andina, aproximadamente 90 % deyacimientos corresponden a minerales sulfurados

RUTAS DE

R!DU""#$

#R!&ETA'UR(#A ) minerales sulfurados

*#DR!&ETA'UR(#A ) minerales oxidados


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Producción de Cobre

7inas

Lii!iación Concentración

,tracción por 0ol!entes Fundición

Refinación a Fuego

8e+inación ,lectroltica,lectrobtención

Cátodos de Cobre

5lambrón" planc$as yotros

Fabricación de bienes yproductos

1suarios +inales

8eclicaje c$atarrade cobre

5leaciones

ProcesosPirometúrgicos


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Vapor de Agua

Proceso Fundiciones de CobreConcentrados de Cobre

& D' E agua

9'3' E cobre9'2& E a#u+re

2'3' E +ierro y otros

Cobre Anódico

"A ECu

Cobre Blister

& ECu

0ecado

Fusión

Con!ersión

8e+ino a Fuego y7oldeo de 5nodos

8e+inación

,lectroltica

Cátodos

" ECu

Planta 5cido 0ul+rico

Gases de Proceso

Acido Sulfúrico

Tratamiento de ,scorias

scorias o Rela!es"escarte

FundiciónPaipote

http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/MI4100_-02_Secado-Tostacion.pdfhttp://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/MI4100_-02_Secado-Tostacion.pdf


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C$u-uicamata Codelco5ltonorte @strata

Potrerillos CodelcoPaipote ,nami

C$agres 5ngloameric6entanas CodelcoCaletones Codelco

Fundiciones # Refiner$as en C%ile

Refiner$aslectrol$ticas


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+ -U."A&ETE, el proceso de fusión / conersión representauna progresia oxidación del 1ierro y del a2ufrecontenidos en el concentrado3

+ RA4$ 5UDA&ETA' 6ue posi7ilita la producción de co7remet8lico mediante esta secuencia de procesos oxidantes

es la mayor afinidad del 1ierro por el oxgeno, relatia a ladel co7re3

5UDA&ET!S

REA""#!ES -U#"AS


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+ Disminuir la 1umedad de los concentrados de : / ;0 %

1asta 0todos modernos de fusión re6uieren de concentradossecos para reducir consumos energ>ticos y facilitar eltransporte a los e6uipos de fusión<

SE"AD! DE"!"ETRAD!

REA""#!ES -U#"AS


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+ Descomposición de las fases sulfuradas, fusión y oxidaciónparcial del 1ierro, a2ufre e impure2as a temperaturas so7re

;000?", formando tres fases diferentes)

5US#$R#&AR#A

REA""#!ES -U#"AS

• E@e o mata• Escoria

• (ases incluido arrastre de polosB


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E@e C / F9 % "u

&etal Glanco C H0 / H: % "u

+ &ATA

REA""#!ES -U#"AS

S!'U"#$ '.-U#DA *!&!(IEA -UE SE"!&!E R#"#A'&ETE DE 'AS S#(U#ETESESE"#ES) "u=S, 5eS, 5eJ!, 7S, 4nS<


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S!'U"#$ '.-U#DA -UE SE "!&!E DE 'AS S#(U#ETESESE"#ES)

+ ES"!R#A

REA""#!ES -U#"AS

5e=Si!, Si!=, Al=!J, "a!, &g!, otros óxidosmet8licos<

"ontenido de "u C = / ;0 %


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El contenido de S!= en los gases puede ariar entre = y :0 % segKn la

tecnologa de fusión 6ue se est> utili2ando<

+ (ASES

REA""#!ES -U#"AS

SE "!&!E DE S!=, =, !=, *=!, "! y

"!=


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+ "onersión

El o7@etio de la conersión es eliminar el 1ierro y ela2ufre del e@e, para producir finalmente co7re met8lico<

El proceso tradicional de conersión es discontinuo,autógeno y se diide en dos etapas) soplado a escoria ysoplado a co7re<

En la actualidad los conertidores mayormente usadosson los "onertidores eirce Smit1 y *o7oLen, los 6ueen con@unto producen el :% del co7re 7lister<

REA""#!ES -U#"AS


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roceso de Refinación a 5uego

!GMET#N!) !7tención de 8nodos de calidad superficial y6umica adecuada para su posterior

electrorefinación<

ETAAS) !xidación del a2ufre y otras impure2asreducción del oxgeno generado por

so7reoxidación del co7re

R!DU"T! 5#A') "o7re anódico 99


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Tratamiento de Escorias

El o7@etio es la recuperación del co7re

presente en la escorias de fusión/conersión,

mediante el proceso de reducción demagnetita formando un e@e o mata y una

escoria de descarte

REA""#!ES -U#"AS


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Reducción y Escorificación

5eJ! O " J 5e! O "!

5e! O ;P= Si!= ;P= 5e=Si!

Reducción de la magnetita

Sedimentación separación de fasesB

'as etapas delproceso son )

REA""#!ES -U#"AS


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SE"AD! D#RE"T! secador rotatorio, spray, flas1,lec1o fluidi2adoB material 1Kmedo entra encontacto directo con el medio de secado<

SE"AD! #D#RE"T! multicoil steam dryerB material1Kmedo no tiene contacto directo con el medio desecado<

Secado de concentrados

DES"R#"#! DE R!"ES!S


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0ecado

l ob&eti!o del secado es eliminar en la forma de !apor el agua

contenida en los concentrados' (a %umedad de los concentrados

normalmente !ar$a en rango de )*+,-'

Se obtiene un apreciable a%orro de energ$a .combustibles/ al

e0traer el agua a +,,1 C2 en !e3 de calentarlos a la temperatura

de salida de gases de e4uipos de fusión*con!ersión .+5,,*+56,

1C/'

l proceso se puede reali3ar con los siguientes e4uipos:

Secador Rotatorio

Secador de (ec%o Fluidi3ado

Secador 7ndirecto de 8ubos de Vapor


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Fusión de Concentrados

,l objeti!o de la +usión es lle!ar a estado l-uido el concentrado de cobresólido y producir en este estado la separación de +asesB sul+uradas (eje) yoidada (escoria).

,l proceso se puede $acer de 2 +ormasB

Calentamiento directo ,n ba*o (bat$ smelting)

,n llama (+las$ smelting)

e los $ornos de Calentamiento directo el más usado +ue el %orno 8e!erbero.,stos $ornos están en clara declinación debido a su baja e+iciencia térmica"

alto consumo de energa y combustibles" sumado a altos ni!eles de emisión.,stos +actores determinaron -ue en la actualidad $ayan sido reempla#adospor %ornos de +usión en ba*o o de +usión en llama.


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+ 5US#$ R#&AR#A)

"ontop, Alemania


FUSIÓN FLASH

5las1 #nco, "anad8

5las1 !utoLumpu,5inlandia

FUSIÓN EN BAÑO

oranda, "anad8

"onertidor Teniente, "1ile

#sa smelt, Australia

&itsu7is1i, Mapon

FUSIÓN EN CICLÓN


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+ *!R! 5'AS* !UT!QU&U

"oncentrado secoO fundente

Aire enri6uecido (ases O polos

EMEES"!R#A

.

..

.. . .

.

. .

.. :

¨

T!RRE DEREA""#$

T!RRE DE(ASES

"&ARA DE DE"ATA"#$



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+ 5US#! E GA! "!NERT#D!R TE#ETE

"!"ETRAD! *&ED! 5UDETE

(AS

&ATA

T!GERAS"oncentrado seco,aire enri6uecidoB

&ETA'G'A"!

ES"!R#A



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+ 5US#! E GA! "!NERT#D!R TE#ETE

"!"ETRAD! *&ED! 5UDETE

(AS

&ATA

T!GERAS"oncentrado seco,aire enri6uecidoB

&ETA'G'A"!

ES"!R#A



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"onersión

• Convertidor Peirce-Smith • Convertidor Hoboken

• Convertidor Mit!bihi • Convertidor F"#h



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"onertidor eirce/Smit1

5undente

To7eras

Distri7uidorde aire

Aire deconersión

Goca

&otor el>ctrico



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Con!ertidor Peirce 0mit$

7,T5LGL5HCI

05L:5 ,


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8e+ino a Fuego

,l objeti!o de la re+inación a +uego consiste en eliminar el remanente dea#u+re y otras impure#as en el cobre blister" de tal +orma -ue el cobreobtenido cumpla con las especi+icaciones de calidad -umica para re+inaciónelectroltica.

Los e-uipos más utili#ados son B %orno Gasculante (cilndrico). %orno 8e!erbero de re+inación.

ependiendo de la calidad del blister se pueden incorporar técnicas de

agregado de +undentes para reducir la +ijación de algunas impure#as.


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*orno de Refino a 5uego

-uemador

!rificio sangrado

To7eras Goca



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9orno de Refinación a Fuego


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T85T57:,HTI , ,0CI8:50

,l objeti!o del Tratamiento de ,scoria es la reducción de la magnetita y de losóidos de cobre. La reducción de la magnetita produce la disminución de la!iscosidad de la escoria.

5l disminuir la !iscosidad de la escoria el metal blanco atrapado mecánicamente

decanta $acia el +ondo del $orno. ,l cobre oidado es reducido y se incorpora ala +ase metálica.


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*orno Gasculante para 'impie2a de Escoria

Reductor

5undente

"om7usti7le

To7eras

Alimentación

de escoria

E@e

(ases

Escoria 5inal

Aire



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7oldeo de 5nodos

,l objeti!o del moldeo consiste obtener el ánodo con las caractersticas +sicasy de peso re-ueridas por la re+inera electroltica .

Los e-uipos más utili#ados son B 8uedas de carrusel simple.

8uedas T>in o gemelas.


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Ruedas de oldeo

Rueda Simple

Rueda 8;in


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8e+inación ,lectroltica

,l objeti!o de la re+inación electroltica consiste obtener cobre con pure#a de"E en la +orma de cátodos. Los cátodos constituyen la materia prima demateriales para +abricación de alambrón" planc$as y otros.

0e obtiene un barro anódico -ue contiene el oro y plata as como impure#as

como arsénico" antimonio" teluro y otros. ,stos barros son procesados portécnicas $idrometalrgicas y de +undición para la obtención de metal doré.

Los principales tecnologas se clasi+ican segn el tipo de $oja madreB %oja madre de cobre. Cátodo permanente" acero inoidable y otros materiales.


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8e+inación ,lectroltica

$%

Cu$$

Electrolito

&nodo

'o(amadre

$%

Cu$$

!arro )n*dico

Scrap

C+todo


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• 1so de mayores intensidades de corriente.

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