Proceso De Fusion Del Cobre 5z232

PROCESO FUSION DEL COBRE Integrantes Anaya Moreno Rocio

Real Acosta Saraí

Palomares Murillo Cristina Zulma

Martínez Bustamante

Monarrez Espinoza Jahaziel

Gurrola Rodríguez Daniel

Equipo #6

OBJETIVOS EN PROCESOS METALURGICOS Transformar el cobre contenido en los concentrados, precipitados y minerales de fundición directa (MFD) en cobre metálico y separarlo de otros minerales o metales que constituyen impurezas principalmente el FeS, Si.

ETAPAS DE OBTENSION DEL COBRE 1. Fusión a Eje o Mata. 2. Conversión del Eje a Blister 3. Refinación a fuego

FUSION Es un proceso en el cual el concentrado es fundido, junto con un fundente, y llevado a una temperatura superior a 1200ºC en presencia de aire eventualmente enriquecido en oxígeno. A esta temperatura, los distintos minerales sulfurados presentes en el concentrado se descomponen y se oxidan parcialmente para formar dos fases líquidas: 1. Eje o Mata 2. Escoria Al igual forma una fase gaseosa, captada en campanas y eventualmente tratada para remover los polvos, el dióxido de azufre y el arsénico antes de ser enviada a la atmósfera.

¿PORQUE DEBE DE AGREGARSE EN LA CARGA UN FUNDENTE? Se agrega sílice (cuarzo) con el objeto de captar el hierro contenido en los minerales sulfurados fundidos y concentrarlos en la parte mas liviana de la mezcla fundida (baño)

PRINCIPALES REACCIONES QUIMICAS Descomposición térmica: CuFeS2



CuS + FeS

2 CuS



Cu2S + 1/2 S2

Formación de escoria: FeS + 1/2 O2 + SiO2



FeO.SiO2 + 1/2 S2

Oxidación parcial: 1/2 S2 + O2



SO2

OBJETIVOS DE LA FUSION • Lograr mediante calor (1200 a 1400°C) el cambio de estado solido de los concentrados y precipitados a una masa liquida, lo que permite la formación de dos fases conocidas como: 1. Formar el Eje, principalmente compuesto de Cu2S y FeS, masa liquida de gran peso especifico, por lo tanto se ubica en el fondo del baño. 2. Formar una escoria que es una mezcla fundida de minerales de ganga y del fundente agregado. Esta masa resulta de bajo peso especifico y se ubica en la parte superior del baño.

EJE O MATA • Fase rica en cobre, compuesta esencialmente de sulfuro de cobre fundido se alimenta entonces al proceso de conversión donde, mediante una oxidación con aire, se elimina el resto del hierro como escoria y el azufre en forma de SO2 gaseoso. • Puede contener pequeñas cantidades de impurezas como: Co, Ni, Sb, Bi, y Pb. Muchos ejes contienen, también pequeñas cantidades de SiO2, CaO entre otras sustancias. • Ley obtenida en cobre varia de 40 a 55% dependiendo del contenido de minerales presentes en la carga al horno.

ESCORIA Se forma por la mezcla fundida de los minerales de ganga mas el fundente agregado. Las reacciones que se verifican para la formación de Eje y escoria se resumen en tres principales etapas: •

Debido a la alta temperatura en el horno, el sulfuro doble de cobre y hierro se desbola. 2 CuFeS2

•

El oxido férrico es reducido a oxido ferroso por el sulfuro de hierro. 3 Fe2SO3 +FeS

•

Cu2S + FeS + S

7FeO +SO2

El oxido ferroso combinado con la sílice forma la escoria. FeO+ SiO2

FeO SiO2

DIAGRAMA DE FLUJO

HORNO DE FUSION Los productos que se forman dentro del horno es una mezcla de concentrados, precipitados, minerales de fundición, escoria, fundentes (cuarzo, carbonato). La mezcla debe conservarse una ley media de Cobre de 30 a 35 % para asegurar que la fusión produzca un Eje rico en cobre mínimo de 50%. Los principales variables dentro del horno de fusión, son las siguientes: •

Concentrado

•

Fundente silicio (SiO2)

•

Oxígeno industrial para oxidación del Fe y S.

•

Polvo

CONCENTRADOS DE COBRE Los minerales más comunes encontrados en los concentrados de cobre son: la calcopirita (CuFeS2) y la pirita (FeS2), aunque pueden estar presentes otros minerales como la bornita (Cu5FeS4), calcosita (Cu2S), covelina (CuS) y cuarzo (SiO2). Químicamente los concentrados fundidos, contienen 20 - 30% de Cu, 25 35% de Fe y 25 - 35% de azufre.

FUNDENTE Su principal función, es la de reaccionar con los óxidos de hierro formados durante la fusión, para formar, una escoria que pueda ser removida fácilmente. Otras funciones son: (a) Formar una escoria inmiscible con la mata (b) Tener una baja solubilidad en cobre (c) Tener una fluidez apropiada.

POLVO Los gases que salen de un horno de fusión, siempre contienen polvo, el que fluctúa entre un 3 y un 15% de la carga alimentada. El polvo consiste principalmente de pequeñas partículas de concentrado y pequeñas gotas de material semifundido que no alcanzaron a asentarse en el interior del horno siendo arrastradas por los gases. Los polvos contienen entre un 25 y 30% de cobre, por esta razón, generalmente son recirculados al horno para recuperar el cobre contenido en ellos.

TIPOS DE HORNOS DE FUSION 1. Horno de Reverbero (Fusión por calentamiento) 2. Horno de Fusión Flash (Fusión Flash) 3. Convertidor Modificado Tipo Teniente (Fusión en el baño)

HORNO REVERBERO Es una edificación de gran superficie (250 m2) construido con ladrillos refractarios que se fabrican con materiales resistente a altas temperaturas.

Funciones: 1. Fundir la mezcla lo mas rápido posible con una perdida mínima de calor, 2. Mantener una temperatura lo suficientemente elevada para que la escoria y el eje sean perfectamente fluidos lo que facilita su separación.

FUSIÓN FLASH Se basa en suspender y fundir la carga seca en un flujo vertical u horizontal de aire enriquecido con oxigeno, para ello la carga preparada (0.2%) se alimenta por medio de un quemador o una “Torre de reacción”. El material fundido que se forma en la torre de reacción, se recolecta en la cámara de separación, donde el Eje se separa de la escoria por diferencia de pesos específicos. Los gases generados durante el proceso avanzan por la torre de gases y sigue un tratamiento de recuperación de polvos y de aprovechamiento de calor que se llevan en el horno.

CONVERTIDOR MODIFICADO TIPO TENIENTE Es cargado de forma continua concentrado de Cobre y Sílice por una abertura ubicada en su parte superior. La Sílice tiene por objeto captar el hierro contenido en los minerales fundidos y ubicarlo en la parte mas liviana de la mezcla fundida. Tiene un sistema de cañerías en el interior, los cuales retiran aire enriquecido con oxigeno el cual permite la oxidación del hierro y el azufre. El hierro forma magnetita que se concentra en la escoria y el azufre forma gases (monóxido y dióxidos) los cuales, son evacuador a través de la chimenea, donde son captados en gran parte para producir H2SO4.

GRACIAS POR SU ATENCION