UNIDAD INTRODUCTORIA Introducción y Proceso Global

UNIDAD INTRODUCTORIA

Introducción y Proceso Global Unidad 1

Introducción y Proceso Global

Alex Bellido Yáñez - Diseño Instruccional y Mediatización de Contenidos

Conceptos: Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Conceptos: Proceso Fusión-Conversión

Proceso general FURE

Conceptos: Concentración Minerales

Fundición Chuquicamata

Características de Procesos Extractivos

Principios Procesos Extractivos

Las variables del proceso de Fusión o Fusión-Conversión

Glosario Técnico

Glosario de Términos Metalúrgicos

Conceptos:

Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Desde tiempos muy

remotos, el uso de ciertos

metales muy conocidos,

como el cobre, hierro,

plata, plomo, mercurio,

antimonio y estaño,

fueron indispensable para

la evolución de las

distintas civilizaciones.

Link de historia >

http://es.wikipedia.org/wi

ki/Edad_de_los_Metales

Proceso Metalúrgico Operaciones

Utilizan tres tipos de procesos:

Mecánicos, Químicos y Eléctricos

MetalurgiaEs la ciencia y la tecnología de los metales,

que incluye su extracción a partir de los

minerales, su preparación y el estudio de las

relaciones entre sus estructuras y propiedades.

2 3 4 5 6 7

Calcopirita Pirita

Concentrado de Cobre

Conceptos: Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Conceptos: Proceso Fusión-Conversión

Conceptos: Concentración Minerales

Características de Procesos Extractivos

Principios Procesos Extractivos

Las variables del proceso de Fusión o Fusión-Conversión

Glosario Técnico

Glosario de Términos Metalúrgicos

Conceptos:

Químicos y Metalúrgicos del Proceso

Desde tiempos muy

remotos, el uso de ciertos

metales muy conocidos,

como el cobre, hierro,

plata, plomo, mercurio,

antimonio y estaño,

fueron indispensable para

la evolución de las

distintas civilizaciones.

Link de historia >

http://es.wikipedia.org/wi

ki/Edad_de_los_Metales

Proceso Metalúrgico Operaciones

Utilizan tres tipos de procesos:

Mecánicos, Químicos y Eléctricos

MetalurgiaEs la ciencia y la tecnología de los metales,

que incluye su extracción a partir de los

minerales, su preparación y el estudio de las

relaciones entre sus estructuras y propiedades.

2 3 4 5 6 7

Calcopirita Pirita

Concentrado de Cobre

Metalurgia extractiva

2. Hidrometalurgia: se efectúa con el mismo

propósito en fase acuosa a temperatura, por lo

general, ambiente.

Se denominan reactores que tienen un uso

tecnológico diferente de acuerdo al área industrial, ya

sea relacionada con procesos químicos o

metalúrgicos.

Los procesos químicos y operaciones físicas se

efectúan en general en medios heterogéneos que

involucran estados de agregación sólido, líquido y

gas y en casos mucho más reducidos en número, en

medios homogéneos.

Aplican operaciones y procesos para el tratamiento

de minerales o materiales que contengan una especie

útil (cobre, etc.), dependiendo el producto que se

quiera obtener, se realizarán distintos métodos de

tratamiento.

También es frecuente estudiar por separado otro

conjunto de procesos de beneficio, como los:

Etapas

- Clasificación

Electrometalúrgicos: incluyen las reacciones de

oxidación o reducción producidas por el paso de la

corriente eléctrica, en fase acuosa o sales fundidas.

Consiste en una cadena que se clasifican como

operaciones unitarias o procesos unitarios.

- Transporte y almacenamiento

1. Pirometalúrgia: estudia la extracción de los

metales a alta temperatura.

Equipos para la producción de los metales

Están formuladas esencialmente por una

combinación selectiva de las , lo operaciones unitarias

que se denomina diagrama de flujo ó flowsheet del

proceso.

- Alcanzar la mayor eficiencia posible

- Conminución

- Purificación y refinación

- No causar daño al medio ambiente

- Separación del metal de la gangaProceso de extracción y refinación

Objetivos

- Obtener altas recuperaciones (especie de valor en

productos de máxima pureza)

En los procesos de beneficio Metalurgia Extractiva

de minerales se clasifican en dos grandes grupos que

corresponden a:

- Utilizar procesos y operaciones simples

Rutas de producción

PIROMETALUGIA, es importante destacar que los sulfuros también pueden ser

procesados por la vía Hidrometalúrgica o de óxidos utilizando bacterias.

PROCESO DE LOS SULFUROS

Conceptos:

Proceso Fusión-Conversión

PROCESO DE LOS ÓXIDOS

Refino: El proceso de refinación a fuego de cobre

para producir cobre anódico involucra una serie de

etapas y tratamientos para eliminar impurezas

presentes en el cobre blíster y obtener un producto

final. En el proceso químico de refinación se pueden

distinguir tres etapas: Oxidación, Inyección de

fundentes y Reducción.

UPC: La Unidad de Preparación de Carga es la

etapa de la fundición que se encarga de la recepción y

almacenamiento de concentrado, y lo prepara para

ingresar a la etapa de Fusión. Esta área cuenta con

una capacidad de almacenamiento de 30.000

tonelada dispuestas en camas y tolvas.

Fusión: Es un proceso físico que consiste en el

cambio de estado de la materia del estado sólido al

estado líquido por la acción del calor.

Cuando se calienta un sólido, se transfiere calor a los

átomos que vibran con más rapidez a medida que

gana energía.

Puede realizarse por oxidación Conversión:selectiva de uno o varios componentes del baño

fundido, al introducir gas (con frecuencia aire o una

mezcla enriquecida del mismo) ya sea a través de una

serie de aberturas en su coraza llamadas toberas o

por medio de un tubo que se introduce desde su

boca hasta el baño fundido, llamado lanza.

Tratamiento de Gases: En este tratamiento se

utiliza diversas técnicas para la remoción de partículas

desde un flujo de gas, de las cuales son: Cámaras

Sedimentación, Separadores Centrífugo, Lavadores

Húmedos, Filtros de Manga y Precipitador

Electrostático.

Moldeo: Una vez que el cobre blíster ha sido

refinado a fuego mediante oxidación y reducción,

toma lugar el moldeo de ánodos: Sin embargo, a la

temperatura requerida para el moldeo, el cobre

fundido puede absorber fácilmente oxígeno del

medio ambiente.

Los súlfuros también pueden ser procesados por esta vía utilizando bacterias.

Perforación Tronadura Carguío Chancado

Molienda FlotaciónHorno flash

y convertidorHorno de refino

Rueda de moldeo

Naveelectrolítica

Empaquetadoy embarque

Lixiviación Extracciónpor solventes

Electro-obtención Empaquetadoy embarque

Metalurgia extractiva

2. Hidrometalurgia: se efectúa con el mismo

propósito en fase acuosa a temperatura, por lo

general, ambiente.

Se denominan reactores que tienen un uso

tecnológico diferente de acuerdo al área industrial, ya

sea relacionada con procesos químicos o

metalúrgicos.

Los procesos químicos y operaciones físicas se

efectúan en general en medios heterogéneos que

involucran estados de agregación sólido, líquido y

gas y en casos mucho más reducidos en número, en

medios homogéneos.

Aplican operaciones y procesos para el tratamiento

de minerales o materiales que contengan una especie

útil (cobre, etc.), dependiendo el producto que se

quiera obtener, se realizarán distintos métodos de

tratamiento.

También es frecuente estudiar por separado otro

conjunto de procesos de beneficio, como los:

Etapas

- Clasificación

Electrometalúrgicos: incluyen las reacciones de

oxidación o reducción producidas por el paso de la

corriente eléctrica, en fase acuosa o sales fundidas.

Consiste en una cadena que se clasifican como

operaciones unitarias o procesos unitarios.

- Transporte y almacenamiento

1. Pirometalúrgia: estudia la extracción de los

metales a alta temperatura.

Equipos para la producción de los metales

Están formuladas esencialmente por una

combinación selectiva de las , lo operaciones unitarias

que se denomina diagrama de flujo ó flowsheet del

proceso.

- Alcanzar la mayor eficiencia posible

- Conminución

- Purificación y refinación

- No causar daño al medio ambiente

- Separación del metal de la gangaProceso de extracción y refinación

Objetivos

- Obtener altas recuperaciones (especie de valor en

productos de máxima pureza)

En los procesos de beneficio Metalurgia Extractiva

de minerales se clasifican en dos grandes grupos que

corresponden a:

- Utilizar procesos y operaciones simples

Rutas de producción

PIROMETALUGIA, es importante destacar que los sulfuros también pueden ser

procesados por la vía Hidrometalúrgica o de óxidos utilizando bacterias.

PROCESO DE LOS SULFUROS

Conceptos:

Proceso Fusión-Conversión

PROCESO DE LOS ÓXIDOS

Refino: El proceso de refinación a fuego de cobre

para producir cobre anódico involucra una serie de

etapas y tratamientos para eliminar impurezas

presentes en el cobre blíster y obtener un producto

final. En el proceso químico de refinación se pueden

distinguir tres etapas: Oxidación, Inyección de

fundentes y Reducción.

UPC: La Unidad de Preparación de Carga es la

etapa de la fundición que se encarga de la recepción y

almacenamiento de concentrado, y lo prepara para

ingresar a la etapa de Fusión. Esta área cuenta con

una capacidad de almacenamiento de 30.000

tonelada dispuestas en camas y tolvas.

Fusión: Es un proceso físico que consiste en el

cambio de estado de la materia del estado sólido al

estado líquido por la acción del calor.

Cuando se calienta un sólido, se transfiere calor a los

átomos que vibran con más rapidez a medida que

gana energía.

Puede realizarse por oxidación Conversión:selectiva de uno o varios componentes del baño

fundido, al introducir gas (con frecuencia aire o una

mezcla enriquecida del mismo) ya sea a través de una

serie de aberturas en su coraza llamadas toberas o

por medio de un tubo que se introduce desde su

boca hasta el baño fundido, llamado lanza.

Tratamiento de Gases: En este tratamiento se

utiliza diversas técnicas para la remoción de partículas

desde un flujo de gas, de las cuales son: Cámaras

Sedimentación, Separadores Centrífugo, Lavadores

Húmedos, Filtros de Manga y Precipitador

Electrostático.

Moldeo: Una vez que el cobre blíster ha sido

refinado a fuego mediante oxidación y reducción,

toma lugar el moldeo de ánodos: Sin embargo, a la

temperatura requerida para el moldeo, el cobre

fundido puede absorber fácilmente oxígeno del

medio ambiente.

Los súlfuros también pueden ser procesados por esta vía utilizando bacterias.

Perforación Tronadura Carguío Chancado

Molienda FlotaciónHorno flash

y convertidorHorno de refino

Rueda de moldeo

Naveelectrolítica

Empaquetadoy embarque

Lixiviación Extracciónpor solventes

Electro-obtención Empaquetadoy embarque

Conceptos:

Concentración Minerales

Los métodos de concentración de minerales están

constituidos por un conjunto de etapas con

objetivos determinados que permitan:

2. Liberar los distintos componentes mineralógicos

Los minerales metálicos o no-metálicos tienen,

generalmente, leyes muy bajas por lo que es,

necesario recurrir a métodos que permitan

aumentar el contenido de material útil de las menas.

1. Desintegrar la mena

3. Luego separarlos obteniendo

Concentrado: Alta ley de metal útil. Relave o cola: Muy baja ley.

En el mundo existen alrededor de:

50 Fundiciones

12 Hornos Flash

Outokumpulos que procesan aproximadamente

el 52% de la producción de

cobre fino vía Fundición.

20%se procesa enConvertidoresTeniente

28% en:

- Hornos Flash INCO

- Hornos Reverberos

- Proceso Mitsubishi

- Hornos Eléctricos

otros.

Es el más importante y más

antiguo de los métodos

extractivos de metales utilizado

por el hombre. Hoy en día, entre

el 75 y 80 % del cobre que se

produce en el mundo, se realiza

por la vía de la Fundición

(12.000.000 t aprox.).

Pirometalurgia del CobreRama de la metalurgia en donde los procesos para la

obtención del cobre, se llevan a cabo a temperaturas

normalmente por sobre los 1.200 ºC.

Conceptos:

Concentración Minerales

Los métodos de concentración de minerales están

constituidos por un conjunto de etapas con

objetivos determinados que permitan:

2. Liberar los distintos componentes mineralógicos

Los minerales metálicos o no-metálicos tienen,

generalmente, leyes muy bajas por lo que es,

necesario recurrir a métodos que permitan

aumentar el contenido de material útil de las menas.

1. Desintegrar la mena

3. Luego separarlos obteniendo

Concentrado: Alta ley de metal útil. Relave o cola: Muy baja ley.

En el mundo existen alrededor de:

50 Fundiciones

12 Hornos Flash

Outokumpulos que procesan aproximadamente

el 52% de la producción de

cobre fino vía Fundición.

20%se procesa enConvertidoresTeniente

28% en:

- Hornos Flash INCO

- Hornos Reverberos

- Proceso Mitsubishi

- Hornos Eléctricos

otros.

Es el más importante y más

antiguo de los métodos

extractivos de metales utilizado

por el hombre. Hoy en día, entre

el 75 y 80 % del cobre que se

produce en el mundo, se realiza

por la vía de la Fundición

(12.000.000 t aprox.).

Pirometalurgia del CobreRama de la metalurgia en donde los procesos para la

obtención del cobre, se llevan a cabo a temperaturas

normalmente por sobre los 1.200 ºC.

Hornos de fusión : 2 convertidores Teniente (5m x

22m y 5m x 23m) y 1 horno Flash (8,4x22,4m)

Secado : 5 silos de almacenamiento y mezcla de

concentrado, 2 secadores rotatorios (130 t/h y 150

Plantas de oxígeno: 1 Air Liquide (400 t/d)

Convertidores: 4 Peirce-Smith (4,5mx13,2m)

Planta de Moldeo: 3 ruedas OK de 24 moldes (50

t/h)- ánodos 400 kg

Plantas de Acido: 3 Lurgi contacto simple (1720 t/d

Limpieza de escoria: 1 horno rotatorios HLE (4,5 x1

2,7m) y 1 horno eléctrico HELE

Hornos de Ánodos: 6 rotatorios (4 – 4,0m x 9,0m

(250t) y 2- 4,6mx9,0m (350t))

Cu2S + 2 Cu2O ----- 6 Cu + So2Izquierda a 800°C Derecha a 1200°C

CuFeS2, ZnS, FeS2, PbS, etc

(Revisar Estándar Ambiental y Comunitario, “Emisiones a la Atmosfera”)

Características de

Procesos Extractivos

3. Alta capacidad específica

Metales fundidos inmiscibles en las escorias

1. Bajos requerimientos de energía

Altas tasas de reacción

Ajusta el estado de equilibrio por la selección temperatura para favorecer un

resultado deseado. Ejemplo: la reacción de conversión de metal blanco a

cobre blister por soplado de aire está basado en el estado de equilibrio de la

reacción

4. Separación simple de residuos y metal

Sulfuros metálicos como combustible

2. Descarte de gases de fundición

1. Gases fugitivos

Escorias estables en ambiente natural

Ventajas procesos pirometalúrgicos

Las fuentes de materia prima de la mayoría de los metales no ferrosos son

los sulfuros, ya sea, CuFeS2, ZnS, FeS2, PbS, etc. Al oxidar éstos se emite calor

él que se puede utilizar para reemplazar el proveniente de los combustibles

fósiles.

La inmiscibilidad que existe entre el metal fundido y la escoria oxidada, y

entre la mata sulfurada y la escoria, en muchos de los sistemas no ferrosos,

es un hecho natural que por si mismo, es una simple separación de fases de

bajo costo.

Temperaturas trabajo entre 800 y 1600 °C. Alta velocidad de la reacciones

químicas, la cinética total del proceso controlada por transferencia de masa

(difusión y convección)

Equilibrio de la reacción

Gases de combustión, gases de descarte con polvo, humo y elementos

tóxicos, volumen y composición depende del diseño específico del proceso.

Desventajas procesos pirometalúrgicos

Subproductos gaseosos

Los desechos sólidos, de muchos de los procesos metalúrgicos, son cercanos

a las rocas naturales, y relativamente estables a la lixiviación por el medio

ambiente.

2. Agentes reductores de bajo costo

5. Colección de metales preciosos

Escoria

EscoriaEscoria Escoria

Eje Eje

Settler(Cámara de Separación)

Fusión

Quemadores Settler

Settler(Cámara deSeparación)

Sangría

Quemador

aAgua desmineralizada

Cabezales deRefrigeración

aAgua turbiahacia estanquede chaqueta

Sistema RefrigeraciónChaquetas

Alimentación

AguaSpray

SistemaTorre Spray

AguaSpray

Retorno

Hornos de fusión : 2 convertidores Teniente (5m x

22m y 5m x 23m) y 1 horno Flash (8,4x22,4m)

Secado : 5 silos de almacenamiento y mezcla de

concentrado, 2 secadores rotatorios (130 t/h y 150

Plantas de oxígeno: 1 Air Liquide (400 t/d)

Convertidores: 4 Peirce-Smith (4,5mx13,2m)

Planta de Moldeo: 3 ruedas OK de 24 moldes (50

t/h)- ánodos 400 kg

Plantas de Acido: 3 Lurgi contacto simple (1720 t/d

Limpieza de escoria: 1 horno rotatorios HLE (4,5 x1

2,7m) y 1 horno eléctrico HELE

Hornos de Ánodos: 6 rotatorios (4 – 4,0m x 9,0m

(250t) y 2- 4,6mx9,0m (350t))

Cu2S + 2 Cu2O ----- 6 Cu + So2Izquierda a 800°C Derecha a 1200°C

CuFeS2, ZnS, FeS2, PbS, etc

(Revisar Estándar Ambiental y Comunitario, “Emisiones a la Atmosfera”)

Características de

3. Alta capacidad específica

Metales fundidos inmiscibles en las escorias

1. Bajos requerimientos de energía

Altas tasas de reacción

Ajusta el estado de equilibrio por la selección temperatura para favorecer un

resultado deseado. Ejemplo: la reacción de conversión de metal blanco a

cobre blister por soplado de aire está basado en el estado de equilibrio de la

reacción

4. Separación simple de residuos y metal

Sulfuros metálicos como combustible

2. Descarte de gases de fundición

1. Gases fugitivos

Escorias estables en ambiente natural

Ventajas procesos pirometalúrgicos

Las fuentes de materia prima de la mayoría de los metales no ferrosos son

los sulfuros, ya sea, CuFeS2, ZnS, FeS2, PbS, etc. Al oxidar éstos se emite calor

él que se puede utilizar para reemplazar el proveniente de los combustibles

fósiles.

La inmiscibilidad que existe entre el metal fundido y la escoria oxidada, y

entre la mata sulfurada y la escoria, en muchos de los sistemas no ferrosos,

es un hecho natural que por si mismo, es una simple separación de fases de

bajo costo.

Temperaturas trabajo entre 800 y 1600 °C. Alta velocidad de la reacciones

químicas, la cinética total del proceso controlada por transferencia de masa

(difusión y convección)

Equilibrio de la reacción

Gases de combustión, gases de descarte con polvo, humo y elementos

tóxicos, volumen y composición depende del diseño específico del proceso.

Desventajas procesos pirometalúrgicos

Subproductos gaseosos

Los desechos sólidos, de muchos de los procesos metalúrgicos, son cercanos

a las rocas naturales, y relativamente estables a la lixiviación por el medio

ambiente.

2. Agentes reductores de bajo costo

5. Colección de metales preciosos

Escoria

EscoriaEscoria Escoria

Eje Eje

Settler(Cámara de Separación)

Fusión

Quemadores Settler

Settler(Cámara deSeparación)

Sangría

Quemador

Agua desmineralizada

Cabezales deRefrigeración

aAgua turbiahacia estanquede chaqueta

Sistema RefrigeraciónChaquetas

Alimentación

AguaSpray

SistemaTorre Spray

AguaSpray

Retorno

Principios

Balances Masa y Calor

Reglas Generales:

1. Ley de conservación de materia.

2. Ley de conservación de energía.

Los balances pueden ser escritos en términos de:

- Masa total

- Moles totales

- Masa de una especie en particular

- Masa de una especie atómica

- Moles de especies atómicas

Para un proceso en estado establece / continuo la

acumulación = 0

Entrada Salida

Sistema

(Acumulación)

Entrada = Salida

Entrada Salida

Sistema

(Acumulación)

Entalpía

Pérdidas de Calor

El balance de energía puede ser escrito en

términos de:

- Entalpía de todas las especies (fases) en la

entrada y salida de materiales.

- Cambios relativos de entalpia de todas las

especies con su masa y temperatura.

Entalpía

Entradas Convertidor Teniente 2 (Escenario Promedio)

Entradas

Concentrado (33%RT + 67%Chuqui)

Calcina

Carga Fria

Sílice t/d

Carboncillo t/d

Toneladas

64,09%

16,33%

13,34%

Otras Entradas

Aire Enriquecido (42% O2) Nm3/h

Salidas Convertidor Teniente 2 (Escenario Promedio)

Salidas Toneladas

Metal Blanco

Escoria a HELE

Otras salidas

Gases Boca

Volumen Nm3/h

47.680

Balance de Cobre Convertidor Teniente 2 (Escenario Promedio)

Salidas Toneladas

Metal Blanco

Escoria a HELE

Entradas

Concentrado

Calcina

Carga Fria

Alimentación (t)

Ley Cu

28,73%

37,40%

18,81%

28,83%

Ton de Cu

Ley Cu

Ton de Cu

Principios

Balances Masa y Calor

Reglas Generales:

1. Ley de conservación de materia.

2. Ley de conservación de energía.

Los balances pueden ser escritos en términos de:

- Masa total

- Moles totales

- Masa de una especie en particular

- Masa de una especie atómica

- Moles de especies atómicas

Para un proceso en estado establece / continuo la

acumulación = 0

Entrada Salida

Sistema

(Acumulación)

Entrada = Salida

Entrada Salida

Sistema

(Acumulación)

Entalpía

Pérdidas de Calor

El balance de energía puede ser escrito en

términos de:

- Entalpía de todas las especies (fases) en la

entrada y salida de materiales.

- Cambios relativos de entalpia de todas las

especies con su masa y temperatura.

Entalpía

Entradas Convertidor Teniente 2 (Escenario Promedio)

Entradas

Calcina

Carga Fria

Sílice t/d

Carboncillo t/d

Toneladas

64,09%

16,33%

13,34%

Otras Entradas

Salidas Convertidor Teniente 2 (Escenario Promedio)

Salidas Toneladas

Metal Blanco

Escoria a HELE

Otras salidas

Gases Boca

Volumen Nm3/h

47.680

Salidas Toneladas

Metal Blanco

Escoria a HELE

Entradas

Concentrado

Calcina

Carga Fria

Alimentación (t)

Ley Cu

28,73%

37,40%

18,81%

28,83%

Ton de Cu

Ley Cu

Ton de Cu

Entradas Horno Flash (Escenario Promedio)

Entradas

Calcina

Polvos

Sílice t/d

Petroleo t/d

Toneladas

56,25%

37,23%

Otras Entradas

24.044

Salidas Horno Flash (Escenario Promedio)

Salidas %

Escoria

Toneladas

Otras salidas

Gases Boca

Volumen Nm3/h

33.072

Salidas Alimentación (t)

Metal Blanco

Escoria a HELE

Ley Cu

Ton de Cu

Entradas Toneladas

28,73%

32,22%

Calcina

Retorno Polvos

Ley Cu

434,06

Ton de Cu

Balance de Cobre Horno Flash (Escenario Promedio)

12.000.000Para producir

38.000.000concentradosde cobre

toneladasde cobreSe deben fundir a nivel mundial, mas de:

LAS VARIABLES DEL PROCESO DE FUSIÓN O FUSIÓN-CONVERSIÓN

deben adaptarse a las

características

mineralógicas

del concentrado o a las

mezclas que pueden

realizarse entre ellos

para la obtención de un

mejor rendimiento o

productividad.

Ganga Sílice; Alumina; Magnesita; Calcita, etc

Covelina CuS

Calcosina Cu2S

Pirita FeS

Enargita Cu3AsS4

Calcopirita CuFeS2

Bornita Cu5FeS4

Los principales minerales que contienen los concentrados de cobre del tipo sulfurado, son los siguientes:

Entradas Horno Flash (Escenario Promedio)

Entradas

Calcina

Polvos

Sílice t/d

Petroleo t/d

Toneladas

56,25%

37,23%

Otras Entradas

24.044

Salidas Horno Flash (Escenario Promedio)

Salidas %

Escoria

Toneladas

Otras salidas

Gases Boca

Volumen Nm3/h

33.072

Salidas Alimentación (t)

Metal Blanco

Escoria a HELE

Ley Cu

Ton de Cu

Entradas Toneladas

28,73%

32,22%

Calcina

Retorno Polvos

Ley Cu

434,06

Ton de Cu

Balance de Cobre Horno Flash (Escenario Promedio)

12.000.000Para producir

38.000.000concentradosde cobre

toneladasde cobreSe deben fundir a nivel mundial, mas de:

LAS VARIABLES DEL PROCESO DE FUSIÓN O FUSIÓN-CONVERSIÓN

deben adaptarse a las

características

mineralógicas

del concentrado o a las

mezclas que pueden

realizarse entre ellos

para la obtención de un

mejor rendimiento o

productividad.

Ganga Sílice; Alumina; Magnesita; Calcita, etc

Covelina CuS

Calcosina Cu2S

Pirita FeS

Enargita Cu3AsS4

Calcopirita CuFeS2

Bornita Cu5FeS4

Los principales minerales que contienen los concentrados de cobre del tipo sulfurado, son los siguientes:

Pirita FeS FeS + ½ S2 2(g)

Calcosina Cu S Cu S 2 2

Enargita 2 Cu AsS 3 Cu S + As S + S3 4 2 2 3 2(g)

Durante el proceso de fusión, las especies mineralógicas anteriores se descomponen térmicamente de la

siguiente forma:

Bornita 2 Cu FeS 5 Cu S + 2 FeS + ½ S5 4 2 2(g)

Entonces, las reacciones que producen calor (reacciones exotérmicas), son las siguientes:

Calcopirita 2 CuFeS Cu S + FeS + ½ S2 2 2(g)

3 FeS + 5 O2 Fe3O4 + 3 So2

Los Oxidos de Hierro pasan a ser constituyentes de la escoria, en tanto el SO2 es eliminado en los gases.

La cantidad de FeS que se oxida a FeO o a Fe3O4, va a depender básicamente de la cantidad de fundente

(sílice) alimentada y del contenido de Cu en el eje.

Covelina 2 CuS Cu S + ½ S2 2(g)

Todas estas reacciones son endotérmicas, es decir, consumen calor. Sin embargo, en los procesos de

Fusión–Conversión como ocurre en los Hornos Flash, Convertidor Teniente y otros, el Azufre liberado (Azufre

Pirítico), parte del FeS y otros sulfuros, son oxidados, generando grandes cantidades de calor, permitiendo que

estos procesos sean autógenos (no requieren combustible), cuando se enriquece el aire con oxígeno y se

alimenta concentrado seco.

FeS + O2 FeO + So2

½ S2 + O2 So2

Entonces, el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (sobre 1.200 ºC) para lograr el cambio de

estado sólido a líquido. Al pasar al estado líquido, los compuestos que componen los minerales presentes en el

concentrado, se separan, formando dos fases líquidas, una de baja densidad denominada escoria y otra de más

alta densidad que es el eje, ambas inmiscibles entre sí (la separación de estas fases se facilita por estas dos

cualidades). También hay elementos que se eliminan en los gases que abandonan el Horno o Reactor.

LAS REACCIONES

DE OXIDACION

DEL FeS y S (pirítico)

GENERAN CALOR PARA

FUNDIR Y MANTENER LA

TEMPERATURA DEL

PROCESO

La fayalita, es un compuesto que funde a los 3

1200° C, y cuya densidad es de 2,8 g/cm ,

además que es inmiscible con la fase metal.

Formación de Escoria:

La escoria sirve para eliminar el hierro, la ganga y los

constituyentes nocivos o impurezas tales como:

Plomo, Antimonio y el Arsénico.

El FeO formado es un líquido muy reactivo,

particularmente frente al oxígeno y a los refractarios.

Esto significa que en presencia de oxígeno tenderá a

reaccionar, continuando su grado de oxidación. Para

disminuir su reactividad química y evitar la indeseada

formación de magnetita, se hace reaccionar con SiO2,

formando el ortosilicato ferroso, 2 FeO·SiO2 conocido

en el estado sólido como fayalita. La reacción

correspondiente es:

La escoria contiene principalmente silicato de hierro

(fayalita), magnetita, eje atrapado física y

químicamente y otros tipos de silicatos y óxidos.

2 FeO + SiO 2 FeO·SiO2 2

Escoria Escoria

Eje Eje Eje Eje Eje

Escoria Escoria

Pirita FeS FeS + ½ S2 2(g)

Calcosina Cu S Cu S 2 2

Enargita 2 Cu AsS 3 Cu S + As S + S3 4 2 2 3 2(g)

Durante el proceso de fusión, las especies mineralógicas anteriores se descomponen térmicamente de la

siguiente forma:

Bornita 2 Cu FeS 5 Cu S + 2 FeS + ½ S5 4 2 2(g)

Entonces, las reacciones que producen calor (reacciones exotérmicas), son las siguientes:

Calcopirita 2 CuFeS Cu S + FeS + ½ S2 2 2(g)

3 FeS + 5 O2 Fe3O4 + 3 So2

Los Oxidos de Hierro pasan a ser constituyentes de la escoria, en tanto el SO2 es eliminado en los gases.

La cantidad de FeS que se oxida a FeO o a Fe3O4, va a depender básicamente de la cantidad de fundente

(sílice) alimentada y del contenido de Cu en el eje.

Covelina 2 CuS Cu S + ½ S2 2(g)

Todas estas reacciones son endotérmicas, es decir, consumen calor. Sin embargo, en los procesos de

Fusión–Conversión como ocurre en los Hornos Flash, Convertidor Teniente y otros, el Azufre liberado (Azufre

Pirítico), parte del FeS y otros sulfuros, son oxidados, generando grandes cantidades de calor, permitiendo que

estos procesos sean autógenos (no requieren combustible), cuando se enriquece el aire con oxígeno y se

alimenta concentrado seco.

FeS + O2 FeO + So2

½ S2 + O2 So2

Entonces, el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (sobre 1.200 ºC) para lograr el cambio de

estado sólido a líquido. Al pasar al estado líquido, los compuestos que componen los minerales presentes en el

concentrado, se separan, formando dos fases líquidas, una de baja densidad denominada escoria y otra de más

alta densidad que es el eje, ambas inmiscibles entre sí (la separación de estas fases se facilita por estas dos

cualidades). También hay elementos que se eliminan en los gases que abandonan el Horno o Reactor.

LAS REACCIONES

DE OXIDACION

DEL FeS y S (pirítico)

GENERAN CALOR PARA

FUNDIR Y MANTENER LA

TEMPERATURA DEL

PROCESO

La fayalita, es un compuesto que funde a los 3

1200° C, y cuya densidad es de 2,8 g/cm ,

además que es inmiscible con la fase metal.

Formación de Escoria:

La escoria sirve para eliminar el hierro, la ganga y los

constituyentes nocivos o impurezas tales como:

Plomo, Antimonio y el Arsénico.

El FeO formado es un líquido muy reactivo,

particularmente frente al oxígeno y a los refractarios.

Esto significa que en presencia de oxígeno tenderá a

reaccionar, continuando su grado de oxidación. Para

disminuir su reactividad química y evitar la indeseada

formación de magnetita, se hace reaccionar con SiO2,

formando el ortosilicato ferroso, 2 FeO·SiO2 conocido

en el estado sólido como fayalita. La reacción

correspondiente es:

La escoria contiene principalmente silicato de hierro

(fayalita), magnetita, eje atrapado física y

químicamente y otros tipos de silicatos y óxidos.

2 FeO + SiO 2 FeO·SiO2 2

Escoria Escoria

Eje Eje Eje Eje Eje

Escoria Escoria

ESCORIA

*Colores esquemáticos en fundido.

ESCORIA+MAGNETITA+EJE

Se produce por:- Reacciones Químicas - Materiales Retornados

MAGNETITA

dadisocsiV ed otnem

EJE Capturado

Perdida de EJE por ende Cu.

La presencia de Magnetita en la escoria, puede ser

producto de reacciones químicas o puede provenir de

la carga alimentada en los materiales retornados. Su

formación al interior de los reactores es debido a una

sobreoxidación del fierro, el cual se describe en la

siguiente reacción.

La Magnetita, tiene un punto de fusión de 1.597 °C y

por consiguiente se mantiene sólida en el caso que la

escoria se sature en ella.

La presencia de magnetita en las escorias, las

hace más viscosas, dificultando la separación del eje

y la escoria, teniendo como resultado pérdidas más

altas de Cu.

Formación de Magnetita:

- La separación entre las fases metálica y escoria

Efectos de la Sílice en el baño fundido:

- Disminuye la viscosidad de la escoria.

Las perdidas de cobre por éste fenómeno, también

pueden darse a través de la siguiente reacción

química que se produce en el Horno, debido a la

presencia de magnetita.

El Fundente:

- Disminuye el punto de fusión de la escoria.

Mecanismo Físico de atrapamiento de eje

La alta viscosidad de la escoria es debido a un alto

contenido de Magnetita y genera una baja

temperatura en los líquidos y un exceso de sílice

es más eficiente.

Las pérdidas de cobre por atrapamiento, se deben

principalmente a que partículas de metal no alcanzan

a decantar, normalmente debido a una alta

viscosidad de la escoria.

- Controla la generación de magnetita.

La función del fundente, en este caso la Sílice, es el de

reaccionar con el óxido de fierro, FeO, formado

durante la fusión. Esto para formar una escoria

fundida que pueda ser fácilmente retirada del Horno.

ESCORIAFUNDIDA

Objetivo:

Retirar fácilmente

del horno.

FUNDENTESÍLICE

ÓXIDO DEFIERRO

6 FeO + O2 2 Fe3O4(Magnetita)(Oxígeno)(Wustita)

Efectos del Exceso de Sílice:

- Alta viscosidad de la escoria, por exceso de sílice.

- Alto contenido de cobre en la escoria.

- Baño más frío debido a que el exceso de sílice

consume calor adicional.

- Porcentaje de magnetita más bajo en la escoria.

- Porcentaje de magnetita más alto en la escoria.

- Alta viscosidad de la escoria, por exceso de

magnetita.

- Escorias difíciles de procesar por la alta viscosidad.

Las pérdidas de cobre en las escorias se deben

principalmente a dos mecanismos:

Pérdidas de Cobre en la Escoria:

La pérdida química de cobre en la escoria, se debe a la

formación de óxidos de cobre que son muy reactivos y

se combinan fácilmente con la magnetita para formar:

- Ferrita de cobre, Cu2O·Fe3O4

- Magnetita de cobre, CuFe2O4

- Silicato de cobre

El cobre también se encuentra en la escoria formando

óxidos libre, como el Cu2O y CuO, los cuales son

fácilmente reducidos y pueden ser recuperados en el

Horno de Limpieza de Escoria.

1. Mecanismo Químico:

El único modo de recuperar este cobre, es en el Horno

de Limpieza de Escoria, mediante el uso de algún

agente reductor.

Efectos del Déficit de Sílice:

Para disminuir la pérdida química de cobre, hay que

minimizar la formación de óxidos de cobre.

El Cu se encuentra disuelto en la escoria en la forma

de óxido, específicamente como Cu2O. Este tipo de

pérdida es del orden de 20 – 40 %.

- Alto contenido de Magnetita

Las perdidas de cobre por atrapamiento, se deben

principalmente a que partículas de metal no alcanzan a

decantar, normalmente debido a una alta viscosidad

de la escoria.

La alta viscosidad de la escoria tiene las siguientes

causas:

- Baja temperatura de los líquidos.

pueden darse a través de la siguiente reacción química

que se produce en el Horno, debido a la presencia de

magnetita.

La generación de SO2 provoca un efecto llamado

flotación. El burbujeo de SO2 en el baño hacia la

superficie (escoria), arrastra pequeñas partículas de eje.

¿Que es la Espumación?El fenómeno conocido como “espumación”, se

produce cuando el baño fundido, en particular la

escoria, no deja escapar los gases a la misma velocidad

con que se producen. En el caso particular del Horno

Flash, es el resultado de reacciones químicas que se

producen en forma violenta, generando mucho So2.

El Cu se encuentra atrapado en la escoria como

sulfuro, específicamente como eje. Este tipo de

perdida es del orden de 60 – 80 %.

2. Mecanismo Físico:

- Exceso de Sílice.

FeS(l) + 3 Fe3O4(s) = 10 FeO(l) + SO2(g)

ESCORIA

*Colores esquemáticos en fundido.

ESCORIA+MAGNETITA+EJE

Se produce por:- Reacciones Químicas - Materiales Retornados

MAGNETITA

dadisocsiV ed otnem

EJE Capturado

Perdida de EJE por ende Cu.

La presencia de Magnetita en la escoria, puede ser

producto de reacciones químicas o puede provenir de

la carga alimentada en los materiales retornados. Su

formación al interior de los reactores es debido a una

sobreoxidación del fierro, el cual se describe en la

siguiente reacción.

La Magnetita, tiene un punto de fusión de 1.597 °C y

por consiguiente se mantiene sólida en el caso que la

escoria se sature en ella.

La presencia de magnetita en las escorias, las

hace más viscosas, dificultando la separación del eje

y la escoria, teniendo como resultado pérdidas más

altas de Cu.

Formación de Magnetita:

- La separación entre las fases metálica y escoria

Efectos de la Sílice en el baño fundido:

- Disminuye la viscosidad de la escoria.

pueden darse a través de la siguiente reacción

química que se produce en el Horno, debido a la

presencia de magnetita.

El Fundente:

- Disminuye el punto de fusión de la escoria.

Mecanismo Físico de atrapamiento de eje

La alta viscosidad de la escoria es debido a un alto

contenido de Magnetita y genera una baja

temperatura en los líquidos y un exceso de sílice

es más eficiente.

Las pérdidas de cobre por atrapamiento, se deben

principalmente a que partículas de metal no alcanzan

a decantar, normalmente debido a una alta

viscosidad de la escoria.

- Controla la generación de magnetita.

La función del fundente, en este caso la Sílice, es el de

reaccionar con el óxido de fierro, FeO, formado

durante la fusión. Esto para formar una escoria

fundida que pueda ser fácilmente retirada del Horno.

ESCORIAFUNDIDA

Objetivo:

Retirar fácilmente

del horno.

FUNDENTESÍLICE

ÓXIDO DEFIERRO

6 FeO + O2 2 Fe3O4(Magnetita)(Oxígeno)(Wustita)

Efectos del Exceso de Sílice:

- Alta viscosidad de la escoria, por exceso de sílice.

- Baño más frío debido a que el exceso de sílice

consume calor adicional.

- Porcentaje de magnetita más bajo en la escoria.

- Porcentaje de magnetita más alto en la escoria.

- Alta viscosidad de la escoria, por exceso de

magnetita.

- Escorias difíciles de procesar por la alta viscosidad.

Las pérdidas de cobre en las escorias se deben

principalmente a dos mecanismos:

Pérdidas de Cobre en la Escoria:

La pérdida química de cobre en la escoria, se debe a la

formación de óxidos de cobre que son muy reactivos y

se combinan fácilmente con la magnetita para formar:

- Ferrita de cobre, Cu2O·Fe3O4

- Magnetita de cobre, CuFe2O4

- Silicato de cobre

El cobre también se encuentra en la escoria formando

óxidos libre, como el Cu2O y CuO, los cuales son

fácilmente reducidos y pueden ser recuperados en el

Horno de Limpieza de Escoria.

1. Mecanismo Químico:

El único modo de recuperar este cobre, es en el Horno

de Limpieza de Escoria, mediante el uso de algún

agente reductor.

Efectos del Déficit de Sílice:

Para disminuir la pérdida química de cobre, hay que

minimizar la formación de óxidos de cobre.

El Cu se encuentra disuelto en la escoria en la forma

de óxido, específicamente como Cu2O. Este tipo de

pérdida es del orden de 20 – 40 %.

- Alto contenido de Magnetita

Las perdidas de cobre por atrapamiento, se deben

principalmente a que partículas de metal no alcanzan a

decantar, normalmente debido a una alta viscosidad

de la escoria.

La alta viscosidad de la escoria tiene las siguientes

causas:

- Baja temperatura de los líquidos.

pueden darse a través de la siguiente reacción química

que se produce en el Horno, debido a la presencia de

magnetita.

La generación de SO2 provoca un efecto llamado

flotación. El burbujeo de SO2 en el baño hacia la

superficie (escoria), arrastra pequeñas partículas de eje.

¿Que es la Espumación?El fenómeno conocido como “espumación”, se

produce cuando el baño fundido, en particular la

escoria, no deja escapar los gases a la misma velocidad

con que se producen. En el caso particular del Horno

Flash, es el resultado de reacciones químicas que se

producen en forma violenta, generando mucho So2.

El Cu se encuentra atrapado en la escoria como

sulfuro, específicamente como eje. Este tipo de

perdida es del orden de 60 – 80 %.

2. Mecanismo Físico:

- Exceso de Sílice.

FeS(l) + 3 Fe3O4(s) = 10 FeO(l) + SO2(g)

Reacciones Espumantes

Cu2S + 2 Cu2O = 6 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Cu2O = 6 Cu + FeO + SO2(g)

Cu2S + 2 Fe3O4 = 6 FeO + 2 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2(g)

El eje es principalmente una solución de sulfuros de cobre y hierro en

proporciones variables, en la cual se disuelven otros sulfuros metálicos

provenientes de la carga; como son los sulfuros de níquel, cobalto, bismuto,

plomo y zinc.

Formación de Eje

La ley de cobre en el eje, se maneja con el coeficiente de oxígeno, es decir, la

cantidad de oxígeno que se alimenta al Horno en relación a la cantidad de

concentrado. El coeficiente de oxígeno depende también del tipo de

concentrado que se procesa.

En esta solución de sulfuros se disuelven además seleniuros y telururos, tanto

de cobre, como de los Metales Nobles; arseniuros, antimoniuros,

sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros de cobre y la casi totalidad de los

Metales Nobles que acompañan a los minerales de cobre. Finalmente,

pueden también encontrarse disueltos pequeñas cantidades de oxígeno,

magnetita y trazas de óxido tales como Al2O3 y SiO2.

Aglomeración Barro anódico

Alto horno

Unificación de pequeñas par�culas para formar trozos más grandes o una sola masa. Si se trata de productos sólidos, se emplea el calor a temperatura inferior a la de fusión, o la comprensión. Las aglomeraciones de soluciones se ob�enen por cambios de ph u otro método.

Instalación en la que se funden los minerales de hierro, que consta de tres partes esenciales: la cuba, el etalaje y el crisol. En su parte superior se introducen los minerales de hierro, coque y calizas que al fundirse descienden a la parte baja del horno, donde la temperatura es muy elevada. Las escorias que sobrenadan en la superficie del metal fundido se descargan periódicamente. El hierro, libre de oxigeno, se enriquece con carbono por la presencia de combus�ble, y se recoge en el crisol.

Calentar prolongadamente un material con el fin de eliminar las partes volá�les que con�ene o que se forman en presencia del oxigeno.

Calcinar

Burbuja o ampolla en inglés, es el nombre del cobre obtenido de ejes de cobre a alta temperatura mediante oxidación de sus impurezas, por medio de aire a presión. Su pureza es de 99,2% a 99,4% y esta acompañados de metales nobles.

Residuo proveniente de los ánodos, que se produce mediante la refinación electrolí�ca, compuesto por aquellos elementos no solubles en el electrolito y del cual se recuperan los metales nobles.

Blister

Conceptos Generales

Glosario Técnico

Reacciones Espumantes

Cu2S + 2 Cu2O = 6 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Cu2O = 6 Cu + FeO + SO2(g)

Cu2S + 2 Fe3O4 = 6 FeO + 2 Cu + SO2(g)

FeS + 3 Fe3O4 = 10 FeO + SO2(g)

El eje es principalmente una solución de sulfuros de cobre y hierro en

proporciones variables, en la cual se disuelven otros sulfuros metálicos

provenientes de la carga; como son los sulfuros de níquel, cobalto, bismuto,

plomo y zinc.

Formación de Eje

La ley de cobre en el eje, se maneja con el coeficiente de oxígeno, es decir, la

cantidad de oxígeno que se alimenta al Horno en relación a la cantidad de

concentrado. El coeficiente de oxígeno depende también del tipo de

concentrado que se procesa.

En esta solución de sulfuros se disuelven además seleniuros y telururos, tanto

de cobre, como de los Metales Nobles; arseniuros, antimoniuros,

sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros de cobre y la casi totalidad de los

Metales Nobles que acompañan a los minerales de cobre. Finalmente,

pueden también encontrarse disueltos pequeñas cantidades de oxígeno,

magnetita y trazas de óxido tales como Al2O3 y SiO2.

Aglomeración Barro anódico

Alto horno

Unificación de pequeñas par�culas para formar trozos más grandes o una sola masa. Si se trata de productos sólidos, se emplea el calor a temperatura inferior a la de fusión, o la comprensión. Las aglomeraciones de soluciones se ob�enen por cambios de ph u otro método.

Instalación en la que se funden los minerales de hierro, que consta de tres partes esenciales: la cuba, el etalaje y el crisol. En su parte superior se introducen los minerales de hierro, coque y calizas que al fundirse descienden a la parte baja del horno, donde la temperatura es muy elevada. Las escorias que sobrenadan en la superficie del metal fundido se descargan periódicamente. El hierro, libre de oxigeno, se enriquece con carbono por la presencia de combus�ble, y se recoge en el crisol.

Calentar prolongadamente un material con el fin de eliminar las partes volá�les que con�ene o que se forman en presencia del oxigeno.

Calcinar

Burbuja o ampolla en inglés, es el nombre del cobre obtenido de ejes de cobre a alta temperatura mediante oxidación de sus impurezas, por medio de aire a presión. Su pureza es de 99,2% a 99,4% y esta acompañados de metales nobles.

Residuo proveniente de los ánodos, que se produce mediante la refinación electrolí�ca, compuesto por aquellos elementos no solubles en el electrolito y del cual se recuperan los metales nobles.

Blister

Conceptos Generales

Glosario Técnico

El producto de fusión de minerales sulfurados o de concentración de cobre, compuesto principalmente de sulfuros de cobre y hierro.

Instalación en que se funden los metales o en que se ob�ene el metal de los productos intermedios de su elaboración en forma casi pura.

Fundición

Horno de reverbero Horno cons�tuido por una cámara baja, en cuyo suelo se coloca el material. La llama producida por el combus�ble se dirige al techo o bóveda, reverbera enviando un elevado porcentaje de calor hacia el material.

Mata de cobre

Refinación electrolí�ca

Tostación Calcinación, calentamiento de minerales o productos que los contengan, a temperaturas elevadas en condiciones controladas, en general con el fin de transformar los sulfuros en óxidos o sulfatos. Pirometalurgia.

Precipitación de cobre puro sobre el cátodo de una celda electrolí�ca, en el cual se usa cobre puro como ánodo, y como electrolito una solución de sal de cobre generalmente sulfato.

Cátodo de cobre Cobre depositado en la superficie de la placa par�dora de cobre, durante la electrólisis. Tiene un peso aproximado de 75 kg. y una pureza de un 99,9% ./Electrodo al cual llega la corriente eléctrica posi�va que pasa a través del baño electrolí�co y en el cual se depositan los metales o el hidrógeno.

Eje de cobre

Sustancia que facilita la fusión de otro cuerpo. Por lo general se trata de par�culas químicas que se agregan a la carga de un horno de fusión con el fin de que se combine con la ganga formando una escoria fácilmente fundible , que flote sobre la masa metálica.

Fundente

Extracción por solventes Proceso que consiste en poner en contacto un reac�vo de origen orgánico (derivado del petróleo) con una solución impura, para extraer de ésta selec�vamente el cobre, dejando atrás las impurezas. En una segunda etapa, el reac�vo cargado con cobre es puesto en contacto con una solución acuosa de sulfato de cobre y alto contenido de ácido (electrolito), que descarga el reac�vo, obteniéndose una solución suscep�ble de ser usada en la recuperación electrolí�ca.

Flotación con espuma

Escoria

Separación de minerales metálicos de la ganga. El mineral finalmente molido se somete a la flotación suspendido en agua que con�ene , además , pequeñas can�dades de reac�vos. Mediante la introducción de aire , la agitación o la combinación de ambas operaciones , se produce una espuma a la que pasan las par�culas minerales metálicas hidrófobas, mientras la ganga mojada queda en el líquido decantado.

Método de separación de un metal de la solución de unas de sus sales, por medio de la corriente eléctrica. Esta , al pasar por la solución, da como resultado la depositación de las sustancias en el cátodo, lámina metálica que lleva la corriente a la solución.

Escorial

Electrolisis

Producto desechado en la fundición y refinación de minerales y metales. En ambos procesos se extraen de ellos las impurezas o materias extrañas, la escoria , compuesta de silicatos y de materias calcáreas o de mezclas de tales sustancias.

Botadero de las materias que no �enen valor comercial.

Cobre liquido, producto del proceso de fusión en los hornos de reverbero. Tiene una pureza del 50% e incluye par�culas de oro, plata, pla�no, azufre y hierro. También recibe el nombre “mate de cobre”.

El producto de fusión de minerales sulfurados o de concentración de cobre, compuesto principalmente de sulfuros de cobre y hierro.

Instalación en que se funden los metales o en que se ob�ene el metal de los productos intermedios de su elaboración en forma casi pura.

Fundición

Horno de reverbero Horno cons�tuido por una cámara baja, en cuyo suelo se coloca el material. La llama producida por el combus�ble se dirige al techo o bóveda, reverbera enviando un elevado porcentaje de calor hacia el material.

Mata de cobre

Refinación electrolí�ca

Tostación Calcinación, calentamiento de minerales o productos que los contengan, a temperaturas elevadas en condiciones controladas, en general con el fin de transformar los sulfuros en óxidos o sulfatos. Pirometalurgia.

Precipitación de cobre puro sobre el cátodo de una celda electrolí�ca, en el cual se usa cobre puro como ánodo, y como electrolito una solución de sal de cobre generalmente sulfato.

Cátodo de cobre Cobre depositado en la superficie de la placa par�dora de cobre, durante la electrólisis. Tiene un peso aproximado de 75 kg. y una pureza de un 99,9% ./Electrodo al cual llega la corriente eléctrica posi�va que pasa a través del baño electrolí�co y en el cual se depositan los metales o el hidrógeno.

Eje de cobre

Sustancia que facilita la fusión de otro cuerpo. Por lo general se trata de par�culas químicas que se agregan a la carga de un horno de fusión con el fin de que se combine con la ganga formando una escoria fácilmente fundible , que flote sobre la masa metálica.

Fundente

Extracción por solventes Proceso que consiste en poner en contacto un reac�vo de origen orgánico (derivado del petróleo) con una solución impura, para extraer de ésta selec�vamente el cobre, dejando atrás las impurezas. En una segunda etapa, el reac�vo cargado con cobre es puesto en contacto con una solución acuosa de sulfato de cobre y alto contenido de ácido (electrolito), que descarga el reac�vo, obteniéndose una solución suscep�ble de ser usada en la recuperación electrolí�ca.

Flotación con espuma

Escoria

Separación de minerales metálicos de la ganga. El mineral finalmente molido se somete a la flotación suspendido en agua que con�ene , además , pequeñas can�dades de reac�vos. Mediante la introducción de aire , la agitación o la combinación de ambas operaciones , se produce una espuma a la que pasan las par�culas minerales metálicas hidrófobas, mientras la ganga mojada queda en el líquido decantado.

Método de separación de un metal de la solución de unas de sus sales, por medio de la corriente eléctrica. Esta , al pasar por la solución, da como resultado la depositación de las sustancias en el cátodo, lámina metálica que lleva la corriente a la solución.

Escorial

Electrolisis

Producto desechado en la fundición y refinación de minerales y metales. En ambos procesos se extraen de ellos las impurezas o materias extrañas, la escoria , compuesta de silicatos y de materias calcáreas o de mezclas de tales sustancias.

Botadero de las materias que no �enen valor comercial.

Cobre liquido, producto del proceso de fusión en los hornos de reverbero. Tiene una pureza del 50% e incluye par�culas de oro, plata, pla�no, azufre y hierro. También recibe el nombre “mate de cobre”.

Se usa para desoxidar el acero y para controlar el tamaño de grano. El control del tamaño se hace formando una dispersión fina con nitrógeno y oxígeno que restringe el crecimiento de grano de la austenita. El aluminio es también un formador de nitruros extremadamente efectivo en aceros para nitruración.

CARBONO - C

ALUMINIO –Al

AZUFRE – SAfecta la resistencia transversal y la resistencia al impacto. En menor medida, afecta las propiedades longitudinales. Aparece primariamente como inclusiones de sulfuro de manganeso. El Azufre se agrega, típicamente, para mejorar la maquinabiidad.

BORO – BUsualmente se agrega entre 0,0005 y 0,003 % para aumentar significativamente la templabilidad, especialmente en aceros de bajo Carbono. No afecta la resistencia de la ferrita, por lo tanto no sacrifica ductilidad, formabilidad o maquinabilidad, en el estado recocido.

CALCIO – CaSe usa en ciertos aceros para controlar la forma, tamaño y distribución de inclusiones de óxidos y sulfuros. Los beneficios incluyen mejoras en ductilidad, maquinabilidad y resistencia al impacto.

Es el elemento aleante más importante, esencial para la formación de cementita, perlita, esferoidita, bainita y martensita hierro-carbono. Comparando aceros con microestructuras similares, con contenidos crecientes de carbono de hasta aproximadamente 0,60 %, se incrementan la resistencia, la dureza, la templabilidad y la temperatura de transición dúctil-frágil. La tenacidad y la ductilidad de los aceros perlíticos disminuyen con un aumento del contenido de carbono.

GLOSARIO DE TÉRMINOS METALÚRGICOS

Elementos de aleación

Glosario de TérminosMetalúrgicos

CROMO – Cr

COBRE – CuPerjudica la trabajabilidad en caliente y la subsecuente calidad superficial. Se usa en algunos aceros para mejorar la resistencia a la corrosión atmosférica.

PLOMO – PbMejora la maquinabilidad. No se disuelve en el acero y permanece como glóbulos. Las consecuencias ambientales han resultado en una disminución del uso de plomo en la industria del acero.

MANGANESO – Mn

Se usa en aceros de baja aleación para aumentar 1) resistencia a corrosión y oxidación, 2) resistencia a altas temperaturas, 3) templabilidad y 4) resistencia a la abrasión en aceros de alto carbono. Aceros aleados solamente con cromo son susceptibles a fragilización por revenido y pueden ser frágiles.

Es importante dado que desoxida el acero líquido y facilita el trabajado en caliente al reducir la fragilidad en caliente. Se combina con el Azufre formando inclusiones de MnS que aumentan la maquinabilidad. Contribuye a la eficacia del normalizado, a la formación de perlita y baja la temperatura Ms aumentando, en consecuencia, la probabilidad de formar austenita retenida.

NITRÓGENO – N

MOLIBDENO – Mo

Aumenta la resistencia, dureza y maquinabilidad, pero reduce la tenacidad y la ductilidad. En aceros calmados al Aluminio, el Nitrógeno se combina con el Aluminio proporcionando control de tamaño de grano, mejorando resistencia y tenacidad. El Nitrógeno reduce el efecto del Boro sobre la templabilidad.

NÍQUEL – Ni

NIOBIO – Nb

Generalmente restringido a menos de 0,04 %, para minimizar su efecto negativo sobre ductilidad y tenacidad. Algunos aceros pueden contener niveles superiores para mejorar maquinabilidad, resistencia mecánica o resistencia a la corrosión atmosférica.

Baja la temperatura de transición y aumenta la resistencia de aceros de bajo carbono. Aumenta la resistencia a temperaturas elevadas, produce tamaños de grano más finos y forma carburos estables, disminuyendo la templabilidad.

FÓSFORO – P

Aumenta la templabilidad y ayuda a mantener la templabilidad especificada. Aumenta la resistencia aaltas temperaturas y a la termofluencia (creep). Se requieren temperaturas más altas para el ablandamiento de aceros al molibdeno templados.

Se usa en aceros de baja aleación para reducir la sensibilidad a variaciones en el tratamiento térmico y las distorsiones y fisuraciones en el templado. También aumenta la templabilidad y la tenacidad a bajas temperaturas.

Se usa para desoxidar el acero y para controlar el tamaño de grano. El control del tamaño se hace formando una dispersión fina con nitrógeno y oxígeno que restringe el crecimiento de grano de la austenita. El aluminio es también un formador de nitruros extremadamente efectivo en aceros para nitruración.

CARBONO - C

ALUMINIO –Al

AZUFRE – SAfecta la resistencia transversal y la resistencia al impacto. En menor medida, afecta las propiedades longitudinales. Aparece primariamente como inclusiones de sulfuro de manganeso. El Azufre se agrega, típicamente, para mejorar la maquinabiidad.

BORO – BUsualmente se agrega entre 0,0005 y 0,003 % para aumentar significativamente la templabilidad, especialmente en aceros de bajo Carbono. No afecta la resistencia de la ferrita, por lo tanto no sacrifica ductilidad, formabilidad o maquinabilidad, en el estado recocido.

CALCIO – CaSe usa en ciertos aceros para controlar la forma, tamaño y distribución de inclusiones de óxidos y sulfuros. Los beneficios incluyen mejoras en ductilidad, maquinabilidad y resistencia al impacto.

Es el elemento aleante más importante, esencial para la formación de cementita, perlita, esferoidita, bainita y martensita hierro-carbono. Comparando aceros con microestructuras similares, con contenidos crecientes de carbono de hasta aproximadamente 0,60 %, se incrementan la resistencia, la dureza, la templabilidad y la temperatura de transición dúctil-frágil. La tenacidad y la ductilidad de los aceros perlíticos disminuyen con un aumento del contenido de carbono.

GLOSARIO DE TÉRMINOS METALÚRGICOS

Elementos de aleación

Glosario de TérminosMetalúrgicos

CROMO – Cr

COBRE – CuPerjudica la trabajabilidad en caliente y la subsecuente calidad superficial. Se usa en algunos aceros para mejorar la resistencia a la corrosión atmosférica.

PLOMO – PbMejora la maquinabilidad. No se disuelve en el acero y permanece como glóbulos. Las consecuencias ambientales han resultado en una disminución del uso de plomo en la industria del acero.

MANGANESO – Mn

Se usa en aceros de baja aleación para aumentar 1) resistencia a corrosión y oxidación, 2) resistencia a altas temperaturas, 3) templabilidad y 4) resistencia a la abrasión en aceros de alto carbono. Aceros aleados solamente con cromo son susceptibles a fragilización por revenido y pueden ser frágiles.

Es importante dado que desoxida el acero líquido y facilita el trabajado en caliente al reducir la fragilidad en caliente. Se combina con el Azufre formando inclusiones de MnS que aumentan la maquinabilidad. Contribuye a la eficacia del normalizado, a la formación de perlita y baja la temperatura Ms aumentando, en consecuencia, la probabilidad de formar austenita retenida.

NITRÓGENO – N

MOLIBDENO – Mo

Aumenta la resistencia, dureza y maquinabilidad, pero reduce la tenacidad y la ductilidad. En aceros calmados al Aluminio, el Nitrógeno se combina con el Aluminio proporcionando control de tamaño de grano, mejorando resistencia y tenacidad. El Nitrógeno reduce el efecto del Boro sobre la templabilidad.

NÍQUEL – Ni

NIOBIO – Nb

Generalmente restringido a menos de 0,04 %, para minimizar su efecto negativo sobre ductilidad y tenacidad. Algunos aceros pueden contener niveles superiores para mejorar maquinabilidad, resistencia mecánica o resistencia a la corrosión atmosférica.

Baja la temperatura de transición y aumenta la resistencia de aceros de bajo carbono. Aumenta la resistencia a temperaturas elevadas, produce tamaños de grano más finos y forma carburos estables, disminuyendo la templabilidad.

FÓSFORO – P

Aumenta la templabilidad y ayuda a mantener la templabilidad especificada. Aumenta la resistencia aaltas temperaturas y a la termofluencia (creep). Se requieren temperaturas más altas para el ablandamiento de aceros al molibdeno templados.

Se usa en aceros de baja aleación para reducir la sensibilidad a variaciones en el tratamiento térmico y las distorsiones y fisuraciones en el templado. También aumenta la templabilidad y la tenacidad a bajas temperaturas.

SILICIO – Si

Se agrega a los aceros al Boro, ya que se combina con Oxígeno y Nitrógeno, incrementando la efectividad del Boro. Como nitruro de titanio provee control del tamaño de grano a elevadas temperaturas en aceros microaleados. En exceso el titanio perjudica la maquinabilidad y la limpieza interna.

Es uno de los principales desoxidantes; la cantidad depende de la práctica de desoxidación. Aumenta levemente la resistencia de la ferrita sin pérdidas serias de ductilidad. En cantidades grandes, aumenta la resistencia a la oxidación en aire hasta 500ºF y disminuye las pérdidas por histéresis magnética.

Se agrega para modificar el tipo, morfología y distribución de las inclusiones de sulfuros. Las inclusiones resultantes son más finas y retienen su forma elipsoidal luego del trabajando en caliente, mejorando las propiedades transversales.

TELURIO – Te

TITANIO – Ti

VANADIO – VInhibe el crecimiento de grano durante el tratamiento térmico, mejorando la resistencia y la tenacidad de los aceros templados y revenidos. Adiciones de hasta 0,05 % aumentan la templabilidad, en tanto que contenidos mayores reducen la templabilidad por formación de carburos. El Vanadio se usa en aceros ferrítico-perlíticos microaleados para aumentar la resistencia por precipitación de carbonitruros.

UNIDAD INTRODUCTORIA Introducción y Proceso Global

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