FISICO-QUIMICA METALURGICA

Transcripción

1 FISICO-QUIMICA METALURGICA INTRODUCCIÓN Clase 0/0 Prof. Dr. Leandro Voisin A.

2 PART I Producción de cobre a partir de sulfuros

3 Producción de cobre a partir de sulfuros 3

4 Sulfuros predominantes de cobre Mineral Formula química % másico de Cu Calcosita Cu S 79.8 Covelita CuS 66.5 Bornita Cu S-CuS-FeS 63.6 Enargita Cu 3 AsS Tetrahedrita Cu 3 SbS 3 + x(fe,zn) 6 Sb S Calcopirita CuFeS

5 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Flotación de Concentrados 5

6 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Fusión de Concentrados 6

7 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Fusión de Concentrados 7

8 Fusión de Concentrados Producción de cobre a partir de sulfuros CuFeS Otros Procesos Cu + 5 S O FeS + + SiO FeO SiO + SO + calor Procesos: Teniente, Noranda y Vanyukov los cuales inyectan aire enriquecido con oxigeno a través de toberas sumergidas para oxidar el Fe y el S. Procesos: Mitsubishi e Isasmelt los cuales inyectan aire enriquecido con oxigeno y concentrado a través de lanzas verticales al baño de fusión. Proceso Contop, el cual inyectan aire enriquecido con oxigeno y concentrado a través quemadores de ciclón al horno de fusión. 8

9 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Conversión de Mata 9

10 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Conversión de Mata 10

11 Producción de cobre a partir de sulfuros Conversión de Mata (a) Etapa de eliminación de FeS a la fase escoria: FeS + 3O + + SiO FeO SiO SO (b) Etapa de formación del cobre Blister: Cu + S + O Cu SO 11

12 Producción de cobre a partir de sulfuros Operación Unitaria Electro refino de Cobre 1

13 Producción de cobre a partir de sulfuros Electrorefino de cobre (a) Disolución electroquímica del cobre desde los ánodos impuros en un electrolito CuSO 4 -H SO 4 -H O. (b) Electrodeposición de cobre puro sobre catodos de acero inoxidable desde el electrolito. El cobre tipicamente se deposita sobre los catodos en un período comprendido entre 7 y 14 días. 13

14 PART II Producción de cobre a partir de óxidos 14

15 Oxidos, Carbonatos e Hidroxidos predominantes de cobre Mineral Formula química % másico de Cu Cuprita Cu O 88.8 Crisocola CuO-SiO -H O 37.9 Malaquita CuCO 3 -Cu(OH) 57.3 Azurita CuCO 3 -Cu(OH)

16 Producción de cobre a partir de óxidos 16

17 Producción de cobre a partir de óxidos Extracción Hidrometalúrgica del cobre Lixiviación de los óxidos (ROM) o desechos de cobre mediante la adición o riego de ácido sulfúrico para producir una solución acuosa de cobre (PLS). Producción de un electrolito rico en cobre desde la solución acuosa mediante extracción por solvente. Electro-obtención de cátodos puros de cobre desde el electrolito de cobre. Materiales comunmente tratados por la vía hidro. Óxidos, carbonatos, hidróxidos-silicatados y sulfatos de cobre. Sulfuros secundarios de cobre, por ejemplo calcosita. 17

18 Producción de cobre a partir de sulfuros Lixiviación de minerales (a) Disolución de óxidos con ácido sulfúrico: + + CuO + H SO 4 Cu + SO 4 + H O (b) Disolución de sulfuros previa oxidación: Cu S + 5 O + H SO 4 Cu SO 4 + H O 18

19 Producción de cobre a partir de óxidos Operación Unitaria Extracción por solvente 19

20 Producción de cobre a partir de óxidos Extracción por solvente Extracción del cobre desde el PLS a un extractante orgánico específico, usualmente una oxima de hydroxyphenyl disuelta en petroleo destilado (Kordosky, 199). Separación de la fase orgánica desde la solución lixiviada. Lavado o purga (stripping) del cobre contenido en la fase orgánica en un electrolito pobre de cobre y con una fuerte concentreción ácida (H SO 4 ~ 170 kg/m 3 )-H O. + + Cu RH R + Cu + H + 0

21 Producción de cobre a partir de óxidos Electro-obtención de cobre (a) Electrodeposición de cobre puro sobre cátodos inertes de plomo. Cu e Cu o Reacción catódica H O SO 4 H SO O + + e Reacción anódica 1

22 PART III Producción de cobre a partir de reciclaje

23 Producción de cobre a partir de reciclaje 3