Piro I-2013 Introduccion

7/30/2019 Piro I-2013 Introduccion

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Pirometalurgia I

Introduccin2013


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Los xidos de cobre son bastante solubles en solucionescidas y la hidrometalurgia es la va obvia para este tipode materiales.

Los minerales sulfurados son difcilmente solubles en

soluciones cidas, sin embargo, pierden su estabilidad yson fcilmente oxidables a altas temperaturas.

POR QUE UNA FUNDICION?


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Grandes velocidades de reaccin.

Los sulfuros metlicos son tambin "combustibles".

Los flujos involucrados son altamente concentrados en el metal.

En estado lquido, la mayora de los metales son inmiscibles con la escoria,es decir, no se mezclan con sta.

Los metales preciosos son solubles en el metal fundido (oro, plata en cobre).

Invariablemente, todos los procesos piro metalrgicos originan subproductosgaseosos.

Las escorias metalrgicas son relativamente estables en el medio ambientenatural.


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Para una fundicin externa al productor minero, el precio de compra delos concentrados, se establece utilizando la referencia de precios de labolsa de metales para los elementos de inters presentes en elconcentrado. Constituidos principalmente por cobre, oro y plata, menosunos cargos acordados entre vendedor y comprador que debenrepresentar:a) Los gastos en que ha de incurrir la fundicin para transformar losconcentrados de Cobre a Cobre grado A en este caso.b) La prdida metalrgica de cada uno de los elementos metlicos devalor econmico, conocida como Deduccin Metalrgica del

concentrado.c) Penalizacin por impurezas. Cuando los contenidos de impurezas enel concentrado estn fuera de estndar, se aplican cargos asociados atal desviacin.d) Gastos asociados al transporte


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Rango de contenido de impurezas de nodos(36 Refinera, 16 paises)

98.0908

120337

14130sd

- 99.8- 7.0- 2.2

- 1.0- 2.7- 2.2- 300- 4.3

- 6.7- 4.0sd

Cu (%)Ag (ppm)Se

TeAsSbBiPb

NiO2Au


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Rango de contenido de impurezas de Ctodos(36 Refinera, 16 paises)

Cu (%)Ag (ppm)

SeTeAsSb

BiPbNi

99.991 20

< 1< 10.1 30.1 15

0.1 10.5 100.3 - 20


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Caracterstica de nodos y ctodos de la

Refinera Potrerillosnodo Peso (Kg):400.

% Cu : 99,6.

Ctodo: Peso (Kg):175.

% Cu : 99,983.


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Copiap

POTRERILLOS (CODELCO) 680 tm/a1 Teniente reactor (5 x 22 m)3 Peirce Smith converter

2 Teniente slag cleaning furnaceLAS VENTANAS (CODELCO) 400 tm/a1 Teniente reactor (4x15 m)3 Peirce Smith converter1 Electric furnace

CALETONES (CODELCO) 1200 tm/a2 Teniente reactor (5 x 22 m)4 Peirce Smith converter4 Teniente slag cleaning furnace

ALTONORTE (NORANDA) 400 tm/a

1 Noranda Reactor3 Peirce Smith converter

CHAGRES (Angloamerican) 480 tm/a1 Outokumpu flash furnace3 Peirce Smith converter2 Teniente slag cleaning furnace

CHUQUICAMATA (CODELCO) 1620 tm/a1 Horno Flash Outokumpu2 Reactores Teniente (5 x 22 m)3 Convertidores Peirce Smith2 Hornos de limpieza de escorias Teniente

PAIPOTE (ENAMI) 300 tm/a1 Teniente reactor (4 x 15 m)2 Peirce Smith converter1 Electric furnace

Fundiciones de Cobre en Chile


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Descripcin General del Proceso de FundicinFundic in Chagres


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Proceso de Fundicin de ENAMI

Concentrado

20 a 40% Cu

MINA

Mineral

1 a 3% Cu

PLANTAS CONCENTRADORAS

ENAMI Y TERCEROS

ACIDOAnodos 99,7% Cu

Ac. Sulfrico

a Ptas ENAMI

y Terceros

FUNDICION

PAIPOTE


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ACIDO Acido Sulfrico

a PlantasENAMI

y TercerosAnodos 99,7% Cu

Ctodos Grado A 99,9%Cu

REFINERIA ELECTROLITICA

CODELCO VENTANAS+ -

FUNDICION

PAIPOTE

Proceso de Fundicin de ENAMI


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FUNDICION ANODOS

Cu

Fe

S

Oxigeno

Cobre

Oxigeno

ACIDO

ESCORIA

O2

1

H2O H2O

VISION SISTEMICA FUNDICION - Conceptualizacin

Calor

Calor

Calor

Azufre

FierroOxigeno


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FusinRefino yMoldeo

Azufre

Cobre

Fierro Fierro

Azufre

Planta deAcido

Limpieza deEscoria

Oxigeno

O2

Oxigeno

Cu

Fe

S

O2

VISION SISTEMICA FUNDICION Procesos

ConversinSecado

H2O

H2O

1

ANODOS

ACIDO

ESCORIA

Agua

Combustible

Aire

Oxgeno


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FusinRefino yMoldeo

AzufreCobre

Fierro Fierro

Azufre

Planta de

Acido

Limpieza deEscoria

OxigenoO2

Suministro

de Oxigeno

ConversinSecado

1

ANODOS

ACIDO

ESCORIA

Cu

Fe

S

H2O

H2O O2

EmisinParticuladoEmisinArsnicoEmisinAzufre

VISION SISTEMICA FUNDICION Procesos

Agua

Combustible

Aire

Oxgeno


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Alimentacin : 75 tph de concentrado

Diseo: Ley de Eje = 62% y Razn S/Cu = 1

Caractersticas: 31,3 % Cu, 26 % Fe, 31,3 %S,59% CuFeS2, 19,5% Cu2S, 21,5% FeS

S : 14,6 tphS: 23,5tph

Fe: 19,5tph

Cu: 23,5tph

O: 18.9tph

Fe: 14,2 tph

S : 8,8 tph

Cu: 22,8 tph

S: 8,8 tph

O: 10,7tph

Cu: 23,1 tph

Fe: 5,3 tph

Cu: 22,6 tph

Cu: 0,3 tph

Cu: 0,2 tph

Balance de Masa Fusin Conversin

Fe: 5,3 tph

Horno de nodosConvertidoresHorno Flash


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PROCESO FUSIN CONVERSIN

El ingreso de oxgeno implica una liberacin de energa (calor) en cada etapa.


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Las reacciones qumicas llevan consigo cambios de

materia y energticos.

El calor a presin constante se define una funcin llamadaEntalpa ( Contenido de calor a presin constante)

H = qp

H > 0 el sistema gana calor, es un proceso endotrmico. H < 0 el sistema pierde calor, es un proceso exotrmico.

La cantidad de calor desprendido o absorvido en una

reaccin qumica, se denomina calor de reaccin.

TERMODINMICA: La energa de las reacciones qumicas


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Los calores de reaccin estn referidos acondiciones estndar de presin y temperatura

(1 atm y 298 K) sealndose el estado fsico.

Por convencin la entalpa estndar de los

elementos puros en su estado estndar (25 Cy 1 atm) es cero.

Calor de reaccin


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La entalpa sirve para medir el calor liberado oadsorvido en una reaccin.

Entalpa de reaccin: es la diferencia entreentalpas de los productos y las entalpas de losreactivos.

Hreaccin = nH(productos) - nH(reactivos)

La funcin entalpia (H)


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T

q=C

P

p

Capacidad calrica o calor especfico delsistema a presin constante:

2

1

T

T

CpdTH

Cp es medido experimentalmente

Cp = a + bT + cT-2+...............

La funcin entalpia (H)


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Componente H298(KJ/mol)

Fase T(K)

Cp = A+ BT+ CT-2 Hf(KJ/mol)

A B x 103 C x 10-5

CuFeS2 190,4 Tetrad 298 86,99 53,56 -5,61 --

Cbica 830 -1441,97 1844,98 -- 10,0

Cbica 930 172,46 -- -- --

Cu2S 79,5 Orth 298 52,84 78,74 -- --

Hex 376 112,05 -30,75 -- 3,8

Cbica 717 84,64 -- --

-- 1,2

Lq 1402 89,12 -- --

-- 9,6

Medida del Cambio de EntalpaDatos TermodinmicosTabla 1. Calores de Formacin y Capacidades Calricas.


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Medida del Cambio de EntalpaDatos Termodinmicos

Tabla 1. Calores de Formacin y Capacidades Calricas.Componente H298

(KJ/mol)Fase T

(K)Cp = A+ BT+ CT-2 Hf

(KJ/mol)

A B x 103 C x 10-5

FeS 100,4 Hex 298 -0,5 170,71 -- --

411 72,80 -- -- 2,4

598 51,04 9,96 -- 0,5

Lq 1461 71,13 -- -- 32,3

SO2 296,8 Gas 298 49,96 4,77 -10,46 --

Fuente:O. Kubaschewski, C. Alcock and P. Spencer; Materials Thermochemistry, 6th Edition.


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CONCENTRADOSFEED ANALYSIS Codelco Noranda ENAMI Codelco Angloamerican Codelco Codelco

CONCENTRATE Chuquicamata Altonorte Paipote Potrerillos Chagres Ventanas Caletones

tspa 1,650,000 800.000 330,000 680,000 610,000 420,000 1,600,000

%Cu 33.0 36.6 28-30 30.8 31 30.7 30.8

% Fe 20 15.0 28-30 23.0 22.4 25.3 26.5

% S 32.9 28.2 32-35 31.2 31 32.4 31.8

% As 0.83 - 0.06 0.31 0,08 - 0.19

% SiO2 6.2 - 1.8-2.5 7.7 6.58 6.9 5.5

% Sb - - - 0.04 0.005 - 0.23

% Pb 0.18 - - 0.01 0.007 - 0.045

% Zn 1.28 - - 0.22 0.03 - 0.22

% Bi 0.08 - - 0.01 - - -

% Mo 0.19 - - 0.17 0.09 - 0.15

% Ni 0.01 - - 0.01 - - 0.004

Au g/t 0.5 - - 1.5 - - -

Ag g/t 110 - - 75 - - -

% H20 Wet Con - 8.42 7.5-9.0 8.0 10 8.6 8.5

% H20 Dry Con 0.2 - - 0.2 - - 0.2

Mesh Size 80%

< 150 Mesh

- 80%

< 270Mesh

80%

< 80 Mesh

76%

< 325 Mesh

70%


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Nave Preparacin Mezclas

Recepcin de Productos Mineros


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Preparacin de Mezclas a Fus in

Caractersti cas de lo s Prod uc tos. Mas de 100 proveedores.

9 tipos de productos.

Alta Variedad en contenidos de impurezas.

Tipos d e Mezclas

Mezclas a Planta de Secado e Inyeccin.

Mezcla para alimentar Inyector de Carga CT.

Mezcla para Inyeccin a CPS.

Cond icion es y Objet ivos d e la Planif icacin de Mezclas

Mantener Disponibilidad de productos en el

perodo.

Considerar Condiciones de Autogenidad de lacarga.

Mantener stock adecuado de productos

energticos.

Atenuar cambios de calidad productos.

Cumplimiento limite emisin de arsnico.

Calidad nodos.

Recepcin de Productos Mineros
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/PROCESO1.mpg


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El concentrado a fundir en la Fundicin Hernn Videla Lira es comprado adiversas plantas, ya sean de la mediana o pequea minera. Este concentrado estrado en camiones los cuales son pesados en la romana, que posteriormentepasan hacia las camadas o a las canchas.

Recepcinde Productos Mineros
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/PROCESO1.mpg


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El concentrado mezclado es transportado por una gra ubicadas en la partesuperior de las camadas esta gra alimenta a la correa subterrnea ubicadabajo las camadas esperando el concentrado que ser depositado por la gra.

Recepcinde Productos Mineros
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/GRUACAM.mpghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/CANDELA.mpghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/CANDELA.mpghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Video%20Recepcion%20Mineral%20ENAMI/GRUACAM.mpg


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MINERAL FRMULA % Cu

Calcopirita CuFeS2Bornita Cu5FeS4Calcosina Cu2S

Covelina CuSEnargita Cu3AsS4

Pirita FeS2Arsenopirita FeAsSMagnetita Fe

3O

4Hematita Fe203

P.A. :

As=75; S=32 Cu = 64; Fe = 56

Algunos Minerales


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MINERAL FRMULA % Cu

Calcopirita CuFeS2 34,78Bornita Cu5FeS4 63,49Calcosina Cu2S 80,00

Covelina CuS 66,67Enargita Cu3AsS4 48,61

Pirita FeS2Arsenopirita FeAsSMagnetita Fe

3O

4Hematita Fe203

P.A. : S=32; As=75; Cu = 64; Fe = 56

Algunos Minerales

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