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PIROMETALURGIA

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by

Daniela Bernal

on 1 August 2014

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Transcript of PIROMETALURGIA

La pirometalurgia es una rama de la metalurgia extractiva en la que se emplean procesos para obtención y refino o refinación de metales utilizando calor, como en el caso de la fundición.

Es la técnica más antigua para extracción de metales. Permite obtener metales a partir de sus menas, directamente o después de concentradas, por medio de calor. Se trata principalmente de extraer –del mineral– el metal, mediante separación –de la ganga– del mineral y purificación de los metales. El rango de temperaturas suele superar los 950 °C.
Secado
Mediante el proceso de secado se elimina la humedad del material, que aporta agua no unida químicamente: el agua de cristalización. En general, para secar los sólidos húmedos se les trata con los gases calientes resultantes de la combustión de combustibles fósiles. En el proceso de secado, la cantidad de calor necesaria es igual a la del calor requerido para evaporar la humedad del material sólido.

En este proceso el agua normalmente se evapora a 100 °C. Altas temperaturas pueden causar daños en el material sólido, por lo cual normalmente el proceso se desarrolla a 105 °C. Sin embargo, en algunos casos se debe aumentar la temperatura hasta 120 °C.
Proceso de Pirometalurgia
Calcinación
La calcinación es la descomposición térmica de un material. Incluye descomposición de hidratos tales como:

Hidróxido férrico en vapor de agua y óxido férrico o sesquióxido de hierro.
2Fe(OH)3 → 3H2O + Fe2O3
Carbonato de calcio en óxido de calcio y dióxido de carbono (anhídrido carbónico).
CaCO3 → CaO + CO2
Carbonato de hierro en óxido de hierro y anhídrido carbónico.
FeCO3 → FeO + CO2

Los procesos de calcinación se llevan a cabo en diversidad de hornos; entre ellos, los rotatorios y los de lecho fluidizado.
Tostado
La aplicación típica del proceso de tostación consiste en oxidación de minerales de sulfuros metálicos. Estos sulfuros se calientan en presencia de aire a una temperatura que permite que el oxígeno (O2) del aire reaccione con los sulfuros y generen dióxido de azufre (anhídrido sulfuroso): SO2, gaseoso, y óxidos de metal sólido. A menudo al producto sólido del tostado se le denomina «calcinado».
Conclusiones
Para mantener la temperatura a la que el proceso se lleva a cabo, la mayoría de los procesos pirometalúrgicos requiere aporte de energía. Esta energía la proporciona generalmente la reacción exotérmica de alguna variedad de carbón, como el coque, o la energía eléctrica. Según sea el proceso, se añade un agente reductor, que puede ser el combustible.
La pirometalurgia se emplea mucho porque es más rápida y puede procesar grandes cantidades de mineral.
Los demerita una desventaja ambiental: son altamente contaminantes, pues emiten SO2 (anhídrido sulfuroso) y CO2 (anhídrido carbónico).
Existe gran variedad de equipos de secado en esta industria: la metalurgia.
Por lo general la fundición se lleva a cabo a una temperatura superior al punto de fusión del metal, pero los procesos varían considerablemente según el mineral participante y otras variables.
PIROMETALURGIA
Secado
Calcinación
Tostado
Fusión
Refino
Fusión
La fundición implica reacciones térmicas en los que al menos un producto es una fase fundida.

Generalmente la temperatura de reacción requerida se obtiene mediante carbón, o sus derivados. Se produce monóxido de carbono (CO), que es un poderoso agente reductor. Este agente reduce el oxígeno del óxido metálico y origina CO2 y el metal elemental.

Puede necesitarse añadir otros materiales como fundentes. Impurezas tales como compuestos de silicio reaccionan con este material y generan escoria. A ésta se le puede eliminar fácilmente por flotación.


Refino
El refino o refinación consiste en eliminación de impurezas remanentes en el material, mediante un tratamiento térmico. Esto comprende una amplia gama de procesos, que requieren diferentes tipos de horno o incluso otra factoría.

Algunos de los métodos de refino son:
Volatilización
Obtención del metal o de un compuesto metálico que pasa directamente a gas. A veces se emplea un reactivo intermedio que genera un compuesto volátil del metal. Después de extraer el metal se reutiliza el compuesto.
Metalotermia
Consiste en substitución, en un compuesto, de un metal por otro metal más activo o más ávido del metaloide que constituía el compuesto original. Es el caso de la producción de titanio mediante el proceso Kroll.
Electrólisis ígnea o de sales fundidas
Es la obtención por electrólisis directa de un metal a partir de un compuesto del elemento, calentado hasta fundirlo. La reducción se realiza directamente mediante la corriente eléctrica que atraviesa el baño.
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