Perfil secado de briketas

FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA QUIMICA

“ DISEÑO DE UN SECADOR PARA BRIQUETAS DE OXIDO DE PLOMO – CARBON EN EMK”

1. INTRODUCCION.

En el departamento de Potosi, en la comunidad de Karachipampa se encuentra ubicada la Empresa Metalúrgica Karachipampa (EMK) que re-inicio operaciones desde abril del 2014 teniendo como principal objetivo, la obtención de plomo y plata metalica de alta pureza, para el cual realiza la tecnologia Kivcet, que se basa en el uso de oxigeno técnicamente puro y de energía eléctrica, y emplea los principios de fundición de plomo flash autógena y materia prima, como sulfuro y reducción carbo-termica de oxido de fusión.

Después de 30 años de perfilada la fundición en Bolivia y más de 80 de radicada la necesidad, socavada por la política, de procesar concentrados en el país con mayor tradición minera en América Latina, la planta de Karachipampa construida hasta finales de los 70, nunca pudo realizar una producción constante y por temas tanto de diseño como políticos fue una deuda pendiente de parte de nuestra población industrial y sobre todo de proceso.

1.1. Descripción del proceso y de la problemática

El proceso con tecnología kivcet se divide generalmente en cuatro principales unidades de proceso:

Preparación de la carga. Horno kivcet. Tratamiento de gases sulfurosos, (eliminación de polvo y de recuperación

de calor). Tratamiento de gases del horno eléctrico, (post combustión, extracción de

polvo y de recuperación de calor).

En la unidad de horno kivcet, se puede describir que el proceso se basa principalmente en dos partes: Fusión (cuba de fusión), y Reducción (Horno eléctrico).

En la fusión, la mezcla se extrae y se inyecta, juntamente con el oxígeno puro, verticalmente, a través del quemador en la cuba de fusión. Una vez encendida la carga, la fusión del material que se encuentra en estado de fusión tiene lugar con gran rapidez, aproximadamente a 0,5 o 0,6 metros de la superficie del baño, aparece como producto del proceso, una escoria oxidada a una temperatura de 1350°C.

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Seguidamente, todo el material oxidado en la cuba de fusión, pasan al horno eléctrico para su respectiva reducción y obtención de los bullones de metal, este material es calentado por los tres electrodos que son parte del horno eléctrico, de esta forma puede conseguirse, añadiendo agentes reductores (carbón vegetal con granulometría de 7 a 20 mm), una atmosfera que es extremadamente reductora.

Además de obtener los bullones de plomo y la escoria, en el Horno eléctrico, se recuperan como producto secundario, polvos con alto contenido de oxido de plomo, zinc, etc, que salen junto con los gases de proceso de reducción del horno eléctrico. Estos polvos son recuperados en los filtros mangas, limpieza del caldero y almacenados en maxi bolsas para su ubicación el almacén.

Después de casi un año de producción intermitente, se registra un crecimiento de……. Ton, de estos polvos con alto contenido de óxido de plomo, zinc, etc, y tras observar que este material tendera a aumentar su producción, se ve obligado a pensar y encontrar una solución adecuada.

Tras un estudio y una realización de pruebas con la briqueteadora ubicada el parte de preparación de carga, se llegó a pensar en una solución recirculando estos polvos con alto contenido de óxido de plomo, zinc, etc, realizando la dosificación lo más correctamente posible de briquetas compuestas de estos oxidos y nuestro principal material reductor que es el carbón vegetal, de este modo se recuperara más metal en el horno eléctrico al mismo tiempo de suministrar de carbón.

Con esta propuesta a parte de realizar la recirculación, se solucionara el tema del excesivo carbón fino (granulometría de 0 a 7mm), que existe en la unidad de preparación de carga que además de provocar mucha polución en el lugar de trabajo, provocaría también daño a la salud en operarios y encargados del lugar.

2. PROBLEMA

Planteamiento

En las aplicaciones industriales, la carga que contiene plomo hecha de concentrados de plomo son cuidadosamente dosificados con fundentes y secada. Es de suma importancia que la humedad de la carga y fundentes seca se conozca con exactitud.




El contenido de la carga debe ser seca, es decir, el material que contiene plomo + fundentes, y su contenido de humedad debe ser menor al 1%, para evitar pérdidas de calor en el proceso, donde se requiere un nivel de temperatura lo mas alto posible, para garantizar la plena reacción de reducción. Además de esto, un contenido de humedad anormal aumenta el contenido de vapor de agua de la corriente de gas sulfuroso, por lo que el riesgo de corrosión de los tubos de la caldera en consecuencia aumentara, especialmente en las condiciones de baja temperatura de la operación transitoria.

En el proceso de reducción que se realiza en el horno eléctrico, se tiene como productos en dicha operación:

- Plomo de obra sangrado.

- Escoria fundida y evacuada del horno.

- Sangrado de otras fases fundidas.

- Generación de gases con contenidos de polvos.

- Separación de las dos atmosferas al interior horno kivcet.

Dentro de la parte de generación de gases con contenidos de polvos, se obtienen polvos con alto contenido de oxido de plomo, zinc, etc, los cuales son recuperados provenientes del horno eléctrico.

Tras tener un almacenamiento masivo de polvos es que surge la necesidad de encontrar una mejor utilización y a la vez dar un valor agregado a estos, además de obtener productos para su posterior comercialización y tratamiento en la parte de refinación térmica.

La alimentación de carbón al proceso kivcet, especificadamente en la parte del horno eléctrico, es de principal importancia, debido que a la presencia de carbón tiene el objetivo de reducir a plomo metálico y de esta manera obtener nuestro producto principal con la tecnología kivcet para seguidamente ser tratado por refinación térmica, esta alimentación debe cumplir una granulometría de 20 a 40 mm, y un caudal promedio de 200 kg/hr, de un tiempo a esta parte, tras tener una alimentación irregular de carbón al proceso, se observa que existe un excedente de carbón con




granulometría de 0 a 7 mm, por lo cual se vio por conveniente platear alguna alternativa para aglomerar este carbón fino y así tener más carbón grueso para su posterior alimentación al horno eléctrico.

Formulación

Tras querer realimentar los polvos aglomerándolos con carbón fino al horno eléctrico: ¿Es posible “REALIZAR EL SECADO DE BRIQUETAS DE POLVOS-CARBON, QUE CONTENGAN LA MENOR HUMEDAD REQUERIDA PARA REALIMENTAR AL HORNO ELECTRICO DEL PROCESO KIVCET EN EMK?

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL .

“DISEÑAR UN SECADOR DE BRIQUETAS DE POLVOS-CARBON PARA LA REALIMENTACION AL HORNO ELECTRICO DE EMK. “

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Encontrar la mejor dosificación briquetas plovos-carbon, para el proceso de recirculación..

Encontrar las variables más significativas en el proceso de secado para las briquetas ya dosificadas.

Diseñar un secador para el proceso constante de secado para las briquetas.

4. ALCANCE O DELIMITANCION.

Tras tener que realizar una dosificación adecuada de los polvos con carbón fino y agua, será muy importante el tiempo total que se tendrá para realizar el dosificado de todo el material ya existente y de todo el material que se tendrá a futuro, ya que estos polvos son producto secundario del proceso.

El secado de este material es muy importante en el proceso, así que el encontrar la forma de secar las briquetas en el tiempo más óptimo y con mayor eficiencia es una de las limitaciones más importantes.. La decisión de hacer el proceso de briqueteado de los polvos óxidos, fue tomada debido a que en la planta cuenta con una briqueteadora que fue adquirida y




reacondicionada por el personal mecánico de la empresa y es de suma importancia la reinstalación de esta en el proceso, lo que hace una delimitación, puesto que existen otros métodos para aglomerar que serían más adecuadas.

5. JUSTIFICACION

Tras una primera fase de operaciones en la Empresa Minera Karachipampa (EMK), que fue la puesta en marcha, se obtuvieron una gran cantidad de polvos de óxido de plomo, zinc, etc, que son resultados de subproductos del horno eléctrico, estos polvos, al haber sido generados en esta primera fase, tienen una composicion alta de contenido de oxidos de plomo, zinc, etc, más alta a la que se quiere llegar según el proceso, las cuales seguirán variando toda la segunda etapa (estabilidad de la planta), hasta terminar la tercera etapa (optimización del proceso), es por eso que la gran cantidad de polvos generados tendrán que ser realimentados al proceso para recuperar principalmente todo este material con alto contenido de plomo y reducir de estos el metal para obtener más bullones y así incrementar nuestra producción.

El proceso de dosificación de las briquetas debe ser el más adecuado posible, puesto que estas briquetas deben contener el polvo ya mencionado anteriormente además del carbón que se inyecta normalmente al horno eléctrico, cabe aclarar que esta dosificación se justifica totalmente ya que al contener compuestos que se alimentan normalmente al proceso, no se realizara ningún tipo de adición haciendo de esta manera, que no ocurra ningún tipo de reacción fuera de lo normal o no calculada en el proceso, y no habrá ningún tipo de alteración que sea de alta significancia.

Secar nuestro material a ser alimentado, es prioridad ya que en el proceso normal, tanto la carga como los fundentes entran con una humedad menor al 1%, es por eso, que al plantear una realimentación con briquetas de los polvos con carbón, deben tener el mismo grado de humedad que se exige en todo el proceso, así se evitara cualquier tipo de problemas tanto de corrosión como de proceso en si, es por eso que es imperativo el secado de cualquier material que se quiera introducir al proceso.

6. FUNDAMENTACION TEÒRICA





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