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FUSIóN Y CONVERSIóN DE CONCENTRADOS DE Cu

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by

Robert Marquez

on 20 November 2013

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Transcript of FUSIóN Y CONVERSIóN DE CONCENTRADOS DE Cu

FUSIóN Y CONVERSIóN DE CONCENTRADOS DE Cu

Proceso de Fundición del Cu
El concentrado de cobre seco con una concentración del 31% de cobre, se somete a procesos de pirometalurgia, en hornos a grandes temperaturas.
Mediante los cuales el cobre del concentrado es transformado en Cu Metálico
Recepción y Muestreo
Como normalmente se trabaja con concentrados de diferentes procedencias, se realiza un muestreo y se clasifican de acuerdo a concentración y % de humedad que tengan estos:

¿ Como se hace ?
El contenido máximo de humedad es de 8%

De acuerdo con los resultados de los contenidos de Cu, el material se clasifica y se almacena en silos, desde donde se despacha a los hornos de fundición de acuerdo a las mezclas que se determinen
Importancia del Proceso de Fundición del Cu
Etapas del Proceso de Fundición del Cu
Proceso de Fusión
• El objetivo de la fusión es lograr el
cambio de estado sólido a estado liquido
para que el cobre
se separe de los otros elementos
que componen el concentrado.
En la fusión el concentrado de cobre es
sometido a
altas temperaturas
(1.200cc)
para lograr el cambio de estado de sólido a líquido.
Al pasar al estado liquido, los elementos que componen los minerales presentes en el concentrado
se separan según su peso
, quedando los más
livianos en la parte superior del fundido
, mientras que el Cu, que es
más pesado se concentra en la parte baja
. De esta forma es posible separar ambas partes vaciándolas por vías distintas.
Equipos de Fusión-Conversión
La fusión puede realizarse de dos maneras , utilizando dos tipos de hornos:
Etapas del Proceso de Fundición del Cobre
Equipos de Fusión-Conversión
Productos y Subproductos
1ra Etapa
Recepción y Muestreo
2da Etapa
Proceso de Fusión
3ra Etapa
Proceso de Conversión
Hierro (Fe)
Azufre (S)
Trabajador seleccionando
El Horno de Reverbero
para la fusión tradicional
El Convertidor Modificado Teniente (CMT) (fusión-conversión)
El Horno de Reverbero
Produced and realized by Robert Marquez Calvo
Integrantes:
Soledad Candia López
Fernanda Arriagada Candia
Francisco Castro Araya
Robert Márquez Calvo
Hans Muñoz Silva
Eloy Ruiz Celis

Asignatura: Introducción a la Minería
Profesor: Cristian Muñoz Mellado

Residuos del Proceso
4ta Etapa
Proceso de Pirorrefinación
Sílice (Si)
Cobre (Cu)
El Convertidor Modificado Teniente (CMT)
Es básicamente un cilindro, cuya pared es un manto de acero recubierto por dentro con ladrillo refractario a modo de aislación.

En las divisiones de Codelco, solo se realiza el proceso de fusión-conversión, utilizando el convertidor modificado teniente.
Proceso de Fusión
El concentrado sufre un proceso de fusión, se separa el eje de la escoria.
Convertidor Teniente
Es cargado de forma continua con
concentrado de Cu y Si (cuarzo) por una abertura ubicada en su parte superior. El sílice tiene por objetivo captar el hierro contenidos en los minerales sulfurados fundido y concentrarlo en la parte mas liviana de la mezcla fundida.
Tiene un sistema de cañerías en el interior
las cuales insuflan aire enriquecido con O2,
el cual permite la oxidación del Fe y S, presente en los minerales que
constituyen el concentrado
Proceso de Conversión
Mediante el proceso de conversión se tratan los productos obtenidos en la fusión, para obtener Cu de alta pureza. Para esto se utilizan hornos convencionales llamadas Peirce-Smith, en honor a sus creadores.
Consiste en un reactor cilindrico de 4,5 m de diametro por 11 m de largo aprox. donde se procesan separadamente el eje proveniente del horno de reverbero y el metal blanco proveniente del convertidor Teniente
Proceso Cerrado
El proceso es cerrado, es decir, la carga es la misma, tratada y llevada hasta el final del proceso sin recarga de material.
Finalmente se obtiene
cobre blister
, cobre producido a partir de la fusión de la mata o eje en los hornos convertidores con una pureza de 99,5%. Este cobre es llevado a los hornos de refino y de moldeo desde donde se obtiene el
cobre anódico
que va a la electrorrefinación.
Con una pureza del 96% de Cobre
Ventajas Convertidor Peirse-Smith
El polvo se recircula al convertidor y así se

reducen.
Se elimina el manejo de mata fundida, el transporte de mata sólida es difícil, seguro y menos contaminante
Reduce el 4% las emisiones de SO2
Los pasos de fundición y
conversión se llevan a cabo
de forma separada, lo cual
permite una mayor
flexibilidad en la
operación.
Desventajas del Peirce-Smith
Alta emisión de contaminantes gaseosos (SO2) y partículas a la atmósfera.
Baja eficiencia energética, debido a las fugas durante el vaciado y pasos de conversión
Convertidor Peirce-Smith
El Convertidor Modificado Teniente (CMT)
Es un horno basculante, formado por un cilindro metálico de 5m de diámetro por 22m de largo.

Dispuesto en posición horizontal.

Esta montado sobre un sistema de cremalleras que les permiten oscilar.
Pirorrefinación
Mediante la pirorefinación o refinación a fuego se incrementa la pureza del cobre blister obtenido de la conversión. Consiste en eliminar el porcentaje de oxígeno presente en este tipo de cobre, llegando a concentraciones de 99,7 % de cobre.
Este es un proceso que se aplica en algunas fundiciones, como en la fundición de Caletones, donde el cobre blister es sometido a un proceso final de refinación en un horno basculante, mediante la introducción de troncos de eucaliptos.

Fundición Cobre
Caletones
Un hombre trabaja con cobre liquido a mas de 1.200° C en la “Fundición de Caletones” de la mina “El teniente”, ubicada en la cordillera de Los Andes a mas de 2.000 metros de altura, y a 140 kilometros al sureste de Santiago de Chile.
En este caso, la ignición de la madera permite captar el O2 que contiene el cobre blister como impureza y lo transforma en anhídrido carbónico (CO2), que es liberado a la atmósfera.
De esta manera la impureza del Cobre se incrementa al 99,7%
El producto se denomina Cobre RAF (refinado a fuego)

Cobre RAF
El cobre RAF es moldeado en placas gruesas, de forma de ánodos, de un peso aproximado de 225kg, el cual es enviado al proceso de electrorrefinación (para lograr una pureza máxima del cobre) o venderlo directamente en diferentes formas.
El objetivo es obtener los cátodos y asegurar su calidad para el despacho
Electrorrefinación
Es un proceso de purificación del cobre metálico que se lleva a cabo en celdas electrolíticas y consiste en la aplicación de corriente eléctrica, para disolver el cobre impuro.
De esta manera es obtenido el cobre más puro posible, con un 99,99% de pureza.
La electrorrefinacion se realiza en celdas electrolíticas, donde se colocan de forma alternada un ánodo (que es una plancha de cobre obtenido de la fundición), y un cátodo (que es una plancha muy delgada de cobre puro), hasta completar 30 ánodos y 31 cátodos en cada celda.

Proceso Electrorrefinacion, se divide en dos:


Electrolisis
Permite refinar el cobre anódico (ánodo) mediante la aplicación de la corriente eléctrica, obteniéndose cátodos de cobre de alta pureza.
Cosecha de Cátodos
Electrólisis
La electrolisis consiste en hacer pasar corriente eléctrica por una solución de H2SO4 + H2O. Este proceso es continuo durante 20 días.
El día 10 se extraen los cátodos y se reemplazan por otros y los ánodos se dejan 10 días mas y se reemplazan por otros. De esta forma, al final del día 20, nuevamente se extraen los cátodos y se renuevan los ánodos.

Proceso de Electrorrefinación
Cosecha de Cátodos
Una vez terminado el proceso de refinación del Cobre por electrolisis, cada 10 días los cátodos son sacados de las celdas y se examinan cuidadosamente para asegurar la calidad, descartándose todos aquellos que tengas algún defecto.
Los cátodos seleccionados son pesados y embalados para su posterior despacho.
Al finalizar las etapas
El producto obtenido es formado a través de diversas formas según su posterior utilización; como por ejemplo en barras de cobre, en cables de cobre, en planchas y en diversos objetos para su producción y venta; a cargo de esto hay empresas especializadas en el rubro con la supervisión de Codelco.
Los usos
y características
que se le puede dar
al cobre son muy amplios
y diversos entre ellos
se destacan los
siguientes:

FIN
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