LA PIROMETALURGIA

LA PIROMETALURGIAIng. Guido Quispe AmpueroSon los procesos para recuperar un metal a partir del mineral, realizados a altas temperaturas, y con prescindencia de una fase acuosa.LA PIROMETALURGIA1. Grandes velocidades de reaccin.2. El control de la temperatura puede usarse para alterar el equilibrio de la reaccin.3. Los sulfuros metlicos son tambin "combustibles".4. Los flujos involucrados son altamente concentrados en el metal.5. En estado lquido, la mayora de los metales son inmiscibles con la escoria, es decir, no se mezclan con sta.6. Los metales preciosos son solubles en el metal fundido (oro, plata en cobre).7. Las presiones de vapor son, por lo general, bastante altas a temperaturas elevadas.8. Invariablemente, todos los procesos pirometalrgicos originan subproductos gaseosos.9. Las escorias metalrgicas son relativamente estables en el medio ambiente natural.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAUna alta velocidad de reaccin implica menor tiempo de residencia de los materiales en el reactor y, por consecuencia, procesos de produccin masivos, caracterstica de los procesos pirometalrgicos; contrasta con la reacciones de lixiviacin. Estas ltimas se llevan a efecto a 25-150 C, lo que significa bajas velocidades de reaccin y largo tiempo de residencia.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAEquilibrio de la reaccin: El amplio rango de temperaturas en el que pueden moverse estos procesos, permite la obtencin de los productos deseados, por ejemplo la conversin de metal blanco a cobre blister mediante la inyeccin de aire, depende del equilibrio de la reaccin:

la cual es favorable a 1200 C y desfavorable a 800 C. El rango de temperaturas en que pueden moverse los procesos hidrometalrgicos es estrecho, de all que una variacin de temperatura no signifique una alteracin del equilibrio (excepto en algunos pocos casos).CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIA

Sulfuros combustibles: Los minerales sulfurados pueden entregar, a altas temperaturas, cantidad apreciable de calor por oxidacin del azufre y del hierro; dicho calor puede utilizarse para reemplazar el uso de combustible.

CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAConcentracin del metal: Los flujos del material en una operacin pirometalrgica contienen una alta concentracin del metal. Basta con sealar que los valores tpicos son del rango de 500 a 2000 g/l. Esto contrasta con las alternativas hidrometalrgicas en las que el rango oscila de 10 a 100 g/l.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAEquilibrio de fases: En los sistemas fundidos se produce en forma natural, una marcada inmiscilibidad entre la fase escoria y la fase metlica (sulfuros o metal). Ello permite realizar una concentracin natural del metal. Tambin es una propiedad importante la gran solubilidad de los metales preciosos en la fase metlica, comparada con la solubilidad en la fase escoria o la fase sulfurada. Esta propiedad, inherente a los sistemas a alta temperatura, no tiene su contrapartida en los procesos hidrometalrgicos.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAPresin de vapor: En los procesos pirometalrgicos se opera a temperaturas donde la presin de vapor de los metales y compuestos metlicos es apreciable (0.01-1.0 atm) permitiendo as realizar una vaporizacin selectiva, como tambin una vaporizacin no deseada lo que implica implementar sistemas adicionales de recoleccin de polvos.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAGases de desecho: Los gases generados en los procesos pirometalrgicos son lo que las soluciones acuosas en los procesos hidrometalrgicos. La calidad y cantidad de estos gases vara con las alternativas tecnolgicas usadas; en todo caso, implica un tratamiento adicional.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAEstabilidad de las escorias: Finalmente cabe hacer notar la importancia de generar escoria estables, las que pueden permanecer en un medio ambiente natural sin sufrir cambios fsico-qumicos.CARACTERSTICAS DE LA PIROMETALURGIAVentajas:Bajos requerimientos energticos (caractersticas 1, 2, 3 y 4).Reductores baratos (1 y 2).Las altas capacidades especficas conducen a bajos costos de inversin y obra de mano (1 y 4).La separacin del metal y sus residuos constituye un proceso simple y barato (5).Los metales preciosos son ampliamente recuperados como subproductos (6).El descarte de desechos slidos es simple (9).Ventajas y Desventajas de los Procesos PirometalrgicosDesventajas:Costosos tratamientos de los polvos y gases nocivos (1.7 y 8).Costosa recuperacin y tratamiento de los gases (1 y 7).Ventajas y Desventajas de los Procesos PirometalrgicosLos procesos pirometalrgicos son los mtodos ms antiguos y de aplicacin ms frecuentes de extraccin y purificacin de metales. Los metales ms comunes que se tratan por estos mtodos incluyen cobre, nquel, plomo cobalto.Son los procesos queutilizanunacombinacinde tostacin, fusin, conversin, refinacin a fuego, refinacin electroltica y refinacin qumica. Procesos Pirometalrgicos En la mayora de los casos el concentrado metalfero no est en una forma qumica de la cual pueda separarse el metal fcil econmicamente por medio de una reduccin directa simple. Es necesario cambiarlo primero en algn otro compuesto que pueda tratarse con mayor facilidad. La tostacin es un tratamiento qumico preliminar que se emplea con mucha frecuencia, y que consiste especficamente en la oxidacin de los sulfuros a xidos, ya que muchos de los metales no ferrosos se presentan en forma de sulfuros. TOSTACIONLa tostacin de los sulfuros es un proceso(de reaccin de gas - slido) en el que se pone en contacto aire en grandes cantidades, a veces enriquecido con oxigeno, con los concentrados del mineral de sulfuro. Esto se hace a una temperatura elevada a la que se combine el oxigeno del aire con el azufre del sulfuro para formarSO2 gaseoso y con los metales para formar xidos metlicos. Al producto slido de la tostacin se llama calcinado.

TOSTACIONUna vez esta el mineral en forma de xido, la reduccin tiene por objeto separar el metal, en estado libre, los oxidos correspondientes a los metales de pequeo potencial de oxidacion, se reduce mediante carbn, hidrgeno o otro metal.

Reduccin:Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del todo.Los elementos que sobran son: Carbono, Silicio, Magnesio, Azufre y Fosforo que forman el 7% del arrabio. El fosforo y el azufre hay que quemarlos lo mas posible porque son perjudiciales para el hierro, el silicio y el magnesio no tanto porque en pequeas cantidades mejoran el hierro.

Afino: