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8/16/2019 Avance I-Estudio de Cristalización de Escorias de
Fundición de Cobre
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Estudio de cristalización de escorias de fundición de
cobre
Avance I
Objetivos Estudio (1 min)• Obtener escorias sintéticas a
diferentes condiciones de formación
(temperatura, composición, mezcla de gases) y enfriarlas a
diferentes
velocidades de reducción de temperatura.• Caracterizar las
escorias por métodos de microscopia electrónica.
• Establecer las implicancias de la caracterización en los
procesos
posteriores de limpieza de escorias o en la recuperación de
subproductos cristalinos.
Objetivos Avance I (1 min)• Introducir el concepto de
fundiciones de cobre y productos obtenidos en
ellas, con énfasis en la escoria.• Identicar los diferentes
tipos y composiciones de escorias de cobre.
• !eterminar la forma en la "ue se generar las escorias de cobre
y los
factores "ue in#uyen en ella.• $isualizar la importancia "ue
tiene la caracterización de escorias de
cobre en los tratamientos posteriores.
Introducción al estudio: Fundiciones de cobre (3 min)!entro de
los procesos a partir de los cuales se obtiene cobre puro se
encuentran los procesos pirometal%rgicos, los cuales tratan
minerales
sulfurados y se desarrollan en fundiciones de cobre. &as '
eistentes en Cile
son* Cu"uicamata, +otrerillos, Cagres, Caletones, ltonorte,
+aipote,
$entanas. (-)
En las fundiciones antes mencionadas, se realizan diferentes
procesos "ue
contemplan variados e"uipos como* Convertidor eniente,
Convertidor +eirce
/mit, orno eléctrico, orno de reverbero, orno #as Outo0umpu,
Isasmelt,
entre otros. partir de las reacciones "ue ocurren en estos
e"uipos se generan
subproductos, dentro de los "ue se encuentran* metal blanco,
cobre blister,gases y distintos tipos de escorias de cobre. Este
%ltimo subproducto, es el "ue
se analizar1 en este estudio. (2)
Escorias de fundición de cobre (8 min)&as escorias
corresponden a una solución de óidos fundidos, "ue se forman
para concentrar el erro y otros componentes de la ganga,
posibilitando la
separación del cobre en una fase denominada mata. pesar de "ue
como se
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di3o anteriormente, es usada para la eliminación de impurezas
met1licas4
también, es la principal fuente de perdida de metales valiosos,
por lo "ue es
relevante comprender su estructura y propiedades sico"u5micas.
(6)
om!osición (" min)
&as escorias de cobre m1s empleadas en la metalurgia son de
base ferro silicea
(7eOn8/iO2)4 a continuación las base ferro8calcicas (CaO87eOn)4
y nalmente,
las base ferro8calcio8silicea (CaO87eOn8/iO2). (6)
!entro de los componentes mayoritarios de las escorias de cobre
se pueden
mencionar* 7eO, 7e2O6 y /iO2. En menor proporción se
presentan4 óidos tales
como* CaO, l2O6, 9a2O, : 2O, Cu2O, entre otros4 y, sulfuros
como* 7e/, Cu2/, los
cuales se forman debido a la adición de concentrados, fundentes
y materiales
reciclados. (6)
Formación ( # min)
!ebido a la adición de o5geno en el proceso, se genera la
oidación de los
sulfuros de erro contenidos en el concentrado, cuya reacción
genera óidos de
erro. (;)
27e/ < 6O2 8= 27eO < 2/O2
El óido de erro es un l5"uido muy reactivo, el cual en presencia
de o5geno
tender1 a reaccionar para la formación de* (>)
• $a%netita (Fe3O#): Esto ocurre cuando el #u3o de aire es
mayor al necesario
dentro del proceso, generando una atmosfera oidante para el óido
de erro,
lo "ue se representa a partir de la siguiente reacción*
(>)
?7eO < O2 8= 27e6O;
&a magnetita tiene un punto de fusión de ->@' AC por lo
"ue a la temperatura
de operación (-6BB AC app) se mantiene sólida formando as5 una
mezcla
eterogénea viscosa. dem1s, posee una densidad de >,- grDcm6
provocando
"ue se forme una capa "ue #ota entre la escoria y el baFo de
metal. Esta capa
se caracteriza por tener un alto contenido de cobre en ella
afectando
directamente el proceso. (>)
• Fa&alita (FeO'iO"): Ocurre cuando el óido de erro
reacciona con la s5lice,
la cual se aFade para la adecuada separación entre las fases
mata y escoria en
los procesos pirometal%rgicos. (>)
27eO < /iO2 8= 27eOG/iO2
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&a fayalita es un compuesto "ue funde a los -6BB AC con
densidad de 2.HBB
tonDm6, lo cual ace "ue sea inmiscible en la fase metal.
(>)
!entro de los factores "ue inciden en la formación de escorias
de cobre o en
sus propiedades f5sico "u5micas, se pueden mencionar* (?)
azón Fierro*+lice
($ariable "ue sirve para determinar la cantidad de fundente "ue
se le debe
agregar al convertidor sabiendo la cantidad de erro "ue trae el
concentrado.)
medida "ue aumenta el contenido de s5lice, aumenta la densidad
de la
escoria. (?)
+or otra parte, una escoria fayal5tica alta en /iO2 tiene mayor
viscosidad "ue
una escoria con mayor formación de magnetita. (?)
ontenido de u"O:
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,resencia de solidos:
&a adición de l2O6 aumenta la viscosidad4 la adición de CaO
ó gO disminuye
la viscosidad4 El reemplazo parcial de CaO por gO disminuye la
viscosidad4 la
adición de 7eO ó 7e2O6 reducen la viscodidad. (?)
Enri-uecimiento de O.+%eno
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!ependiendo de la cantidad de oigeno presente en el proceso
provocar1 la
formación de distintos compuestos principales. Como se di3o
anteriormente, al
eiste un alto enri"uecimiento de oigeno implica la formación de
magnetita,
compuesto "ue aumenta el contenido de cobre en la escoria,
in#uyendo
negativamente el proceso en general. (>)
/em!eratura
Jna mayor temperatura provocar1 una menor viscosidad y menor
densidad. l
tener ba3a viscosidad permitir1 una menor cantidad de cobre
atrapado
mec1nicamente. (?)
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/ratamiento !osterior (" min)
&a composición media de una escoria de descarte en Cile
es
aproimadamente* (-)
6B8;B K ierro,
6>8;BK silice,
L -B K alumina oido de calcio
L - K cobre
L B.6 K molibdeno
Cantidades importantes de zinc y metales preciosos (u, g)Mlos
metales (materiales) "ue otorgan mayor valor a la escoria, en
orden
descendente, son el olibdeno, el Cobre, el Nierro, la
/5liceM
Eisten alternativas de tratamiento fundamentalmente para obtener
cobre de
estas escorias, entre estas podemos encontrar*
8 ratamiento pirometal%rgico
El proceso pirometal%rgico utilizado para la recuperación de
cobre consiste en
una etapa de reducción para reducir la magnetita a ba3os niveles
adicionando
reductores org1nicos o bien sulfuros. Jna vez limpia la escoria
se realiza una
etapa de sedimentación. (')
Industrialmente, eisten varios tipos de ornos para el
tratamiento
pirometal%rgico de escorias, entre los cuales podemos nombrar*
orno de
fusión, orno eléctrico y orno basculante. (')
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8 7lotación de escorias
Este proceso consiste en la #otación de las escorias "ue poseen
un porcenta3e
de cobre aproimado de B,@;K Cu y B,62K Cu soluble. &as
pruebas de
#otación implican inicialmente el cancado de escorias,
posteriormente
molienda, luego #otación con etapas rouger y scavenger de
limpieza. &osresultados de #otación de escorias indican "ue
puede llegar a obtenerse un
concentrado con leyes de 2-.?'K Cu otal, llegando a
recuperaciones de
;6.;;K, gener1ndose un relave de B.68B.?K Cu otal enviado a
tran"ue. (')
Es t5pico "ue las escorias del convertidor eniente, emplee
reducción de
escorias mediante carbón o petróleo inyectado a un orno
basculante, el
proceso 9oranda para fusión de cobre, emplea #otación de
escorias, el orno
#as Outo0umpu usa tanto #otación de la escoria o limpieza en
orno eléctrico.
Caso particular es la fundición $entanas de la Enami "ue trata
las escorias
generadas en el convertidor eniente en un orno eléctrico,
modalidad "ue
posiblemente se instale también en la fundición Nern1n $idela
&ira (+aipote)
perteneciente a Enami. (2)
onclusiones (" min)
eferencias-. ,edro e&es0 Armando alenzuela & $ario
anc2ez "Opciones para elmanejo y comercializacion de escorias
de cobre". /antiago * s.n., 2B-B.
2. 4e!artamento In%enier+a $etalur%ica0 5niversidad de antia%o
de
2ile Capituloo -6* +irometalurgia del cobre. /antiago *
s.n.
6. A6E7IA0 75IA 4E6 A$E7 A4O7A “CONTRIBUCIÓN
AL ANLI!I! I!ICO#U$%ICO &' LA! ()R&I&A! &'
COBR' 'N '!CORIA!*.Concepción * s.n., 2B--.
;. antander0 ,rof 7elson 9 "(irome+al,r-ia del cobre". s.l.
* !irección deinvestigaciones cienticas y tecnologicas de la
Jniversidad ecnica del Estado,
-@'@.
>. O4E6O ntecedentes preliminares dela inestigación del
incidente
ocurrido en orre Enfriamiento Pases 9A2. 2B-6.
?. iveros0 ,rofesor abriel Curso Q- >- , +irometalurgia,
Jniversidad
de Cile. /antiago * s.n., 2BB@.
'. Acevedo0 7elson 4iaz "'al,aci/n 'scorias".
