Defina cada etapa señalando su finalidad, lo que ingresa como alimentación y el producto obtenido, además el cobre contenido en el producto: secado – tostación – fusión – convertidor – refino a fuego – electro refinación.
Secado: Evaporar el agua (llega con 8-10% de humedad) producto del cambio de temperatura y presión, las razones; reducir los costos de transporte, eliminar el agua que afecta los procesos flash, mejorar balance térmico, en esta etapa no hay reacciones químicas, su temperatura es <400°C. Finalidad: Extraer la humedad (0.1-0.3%)-secado a muerte-
Tostación:
Consiste en la oxidación parcial de los sulfuros del concentrado y de la eliminación parcial de azufre de este como SO2 y ocurre según reacciones sólidos-gaseoso, a temperaturas de 500° C a 800°C. Cabe mencionar que los hornos comúnmente empleados son los hornos flash y los de fluidización.
La reacciones que ocurren en este proceso son:
2MS + 3O2 = 2MO + 2SO2
2MO + SO2 + 1/2O2= MO*MSO4
MO*MSO4 + SO2 + 1/2 O2 = 2MSO4
Finalidad: Oxidar sulfuros y eliminar Azufre y Arsénico. favorece en la fusión la mata - Cu2S+FeS-
Fusión:
Proceso de concentración sobre los 1100°C, formación de escoria y mata -Cu2S+FeS- esta ultima es una fase sulfurada rica en metal (ley 62-70%Cu),la escoria; óxidos de Fe fase pobre de cobre ( 1.2% Cu), FeO, Fe2O3, Fe3O4, esta debe ser inmiscible a la mata y fluida que no quede cobre atrapado dentro de ella. Finalidad: Formar mata y escoria.
Conversión:
Concentración por medio de soplado con aire a temperatura de 1200°C, pasar Mata a metal blanco (Cu2S), luego a Cu Blíster, este ultimo tiene 98 - 99.5% Cobre. Tiene dos etapas de soplado; la primera escorificante o soplado de escoria y soplado de carga o soplado a cobre, la primera es para la obtención de metal blanco, la segunda es donde se oxida el azufre y forma el Cobre Blíster con 1% S.
Finalidad: Formar cobre Blíster
Refino a fuego (RAF):
Proceso térmico 1200 - 1300°C para producir ánodo mas puros y homogéneos, se recupera cobre 99.5%, eliminan impurezas a <0.1% Cu Blíster-Zn, Fe, O, S), se elimina parcialmente - As, Sb, Ni, Bi, no se elimina Au, Ag, Se, Te, se agrega agentes reductores como el carbonato de sodio o de calcio. dentro de esta tiene etapas las cuales son: 1. Carga y fusión de mezcla. 2. Soplado oxidante del Cu para eliminar impurezas (volatilizan) y sangrar escoria. 3.Reducción del óxido cuproso y de otros disueltos en Cu. 4. Vaciado de Cu afinado-moldeo. Finalidad: Eliminar impurezas del cobre Blíster.
Electro refinación (ER):
Proceso de electrólisis que genera reacción química en superficie de cátodo 99.997 Cu y ánodo, barro anódico; contienen productos valiosos - metal dore- lingotes de oro y plata, mezcla.
aditivos: cola, tiourea, cloruro, avitone o separan, coloides.
Finalidad: Eliminar impurezas que dañan propiedades eléctricas y mecánicas de Cu, recuperar metales preciosos (subproductos).
Generar cátodo 99.997% Cu bajo norma.
Elaboración propia
Paz Fuenzalida. (2022). Bienvenidos a Operaciones y Procesos de la Metalurgia Extractiva. Clase 12.
Paz Fuenzalida. (2022). Bienvenidos a Operaciones y Procesos de la Metalurgia Extractiva. Clase 13.