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8/16/2019 Avance II Caracterización de Escorias de Fundición de
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+a región ,C. (mostrarla #or$e no saldr/ en la imagen de la ##t)
determina
el rango de com#osición dentro del c$al las escorias son
com#letamente
lí$idas a las tem#erat$ras normales de f$sión es decir' a 0211C%
Esta ona
de escorias lí$idas est/ limitada #or c$atro regiones de
sat$ración de fases
sólidas' de las c$ales la sat$ración con 4ierro sólido (C) !
sat$ración con FeO
(C.)' no se observan en los 4ornos de f$sión conversión' debido
al ba5o
#otencial de o6ígeno $e no se logra conseg$ir ! al contenido de
sílice de las
escorias ind$striales% +a línea , $e re#resenta la sat$ración
con sílice es de
gran im#ortancia' #$esto $e la se#aración ó#tima entre mata !
escoria se
obtiene ba5o condiciones cercanas a la sat$ración% En la Fig$ra
0 se m$estra
$e el contenido de sílice en la escoria re$erido #ara la
sat$ración varía entre
37-819 SiO2' esto es v/lido #ara los an/lisis normaliados en
este diagrama%
Otro as#ecto de gran im#ortancia es la línea de sat$ración con
magnetita
sólida (,.)% +a #osición del límite indica $e la magnetita
sólida ser/ $na fasede e$ilibrio c$ando la #resión de o6ígeno de
los gases del 4orno es ma!or a
01-: atm (#$nto C) o 01-; atm a la sat$ración con sílice (#$nto
.)% (0)
, #artir del diagrama FeO-Fe2O3-SiO2 #resentado anteriormente'
se #$ede
obtener el #se$doternario FeO-SiO2-Fe3O8%
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+a característica #rinci#al de este diagrama es $e es $n sistema
condensado
$e de#ende de la #resión #arcial de o6igeno con la c$al est/n en
e$ilibrio las
fases condensadas' lo $e oc$rre debido a la #resencia de la
c$#la redo6
Feerro o incl$so en ?$stita% (2)
+os #$ntos $e se se@alan como P0' E0 ! P2' E2 corres#onden a
diferentes
#$ntos #erit"cticos ! e$t"cticos del diagrama% Estos Altimos se
alcanan a
0071 ! 0081 BCD% (2)
SegAn la #resencia de concentraciones signi>cativas de otros
ó6idos como CaO
! ,l2O3' #$eden considerarse sistemas ternarios sim#li>cados
distintos' como
son el ternario FeO-CaO-SiO2 o el ternario FeO-,l2O3-SiO2%
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+a introd$cción de ó6idos como Cao' GgO' ,l2O3 #rod$ce $na
dismin$ción de
la tem#erat$ra li$id$s de la escoria ba5o sat$ración de SiO2 en
el cam#o de
fase #rimario de la tridimita% Sin embargo' c$ando no #osee
sat$ración de sílice
(raón0'2) los ó6idos b/sicos o alcalinos (CaO' H2O' Ia2O) #$eden
favorecer
la formación de fases es#inel' !a $e tienen ma!or a>nidad #or
la sílice en
com#aración con el FeO% (3)
El efecto de los ó6idos menores en el li$id$s de la escoria
#$ede ser ben">co
o desfavorable de#endiendo del #otencial de o6idación% En $n
rango intermedio
de #O2 (01-;- 01-J BatmD)' #e$e@as adiciones de CaO' GgO ! ,l2O3
des#laan
el límite de sat$ración de la tridimita 4acia raones de Fe=SiO2
m/s ba5as
mientras am#lían el cam#o de sat$ración del es#inel% En
condiciones
red$ctoras (01-:-01-00 BatmD) adiciones de CaO en el rango de
1-0J9 en #eso
dismin$!en el li$id$s del Olivino% Este efecto se il$stra a
contin$ación* (3)
igura #& Efecto del Al2O# = 0aO en las tem'eraturas
l>uidus del sistema eO!e2O#!"iO2!0aO!Al2O# con razón e/"iO2171
(en O?@O
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El a$mento del #O2 a$menta la tem#erat$ra li$id$s de la escoria%
+o anterior
se #$ede demostrar con la >g$ra $e se #resenta a
contin$ación' $e il$stra
como en el sistema FeO-Fe2O3-SiO2-CaO' la región li$ida de 0311
BCD
dismin$!e con el a$mento del #otencial de o6idación% (3)
igura $& Efecto del 'O2 en la región li>uida de la
escoria 0aO eO!e2O#!"iO2 a1#99C0(en O?@O
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estado lí$ido a sólido' #asando desde $na tem#erat$ra de
a#ro6imadamente
0071 C a menos de 011 C res#ectivamente% Kna ve #rod$cida la
gran$lación' es se#arada el ag$a de la escoria' esta Altima
siendo llevada
#osteriormente a cac4as de aco#io%
En este #roceso no se #rod$cen modi>caciones o reacciones
$ímicas $e
alteren la com#osición de la escoria' sino $e oc$rren cambios
mec/nicos !
físicos al cambiar de estado f$ndente a granos sólidos' formando
$n material
c$!a estr$ct$ra estar/ constit$ida ma!or mente #or $na
estr$ct$ra amorfa o
vítrea% Este ti#o de formación' #rovee a la escoria de cobre $na
ma!or
#orosidad' a$mentando la absorción de ag$a ! con $na menor masa
#or
$nidad de vol$men%
Escoria de botadero& Esta escoria' sim#lemente se obtienen
#or #roceso deenfriamiento lento' directamente en el l$gar de
aco#io de>nitivo' o en algAn
es#acio debidamente acondicionado' #ara l$ego ser llevado a
dis#osición >nal%
+a escoria es vertida en estado lí$ido' la c$al se enfriar/
lentamente 4astaalcana la tem#erat$ra ambiente% Este ti#o de
tratamiento' facilita la
cristaliación de la material' red$ciendo la #orosidad ! de
alg$na forma
limitando la #osibilidad de reacción en #rocesos #osteriores% Se
detectan
menor #orcenta5e de absorción de ag$a ! son m/s densas $e las
granalladas%
Escoria e'andida& Obtenida #or enfriamiento r/#ido' es
e6#andida #or laa#licación de $na cantidad controlada de ag$a' aire
! va#or% Esto #rod$ce $n
material ligero $e es trit$rado ! clasi>cado #or fracciones'
#ara darle $n
ma!or valor tecnológico a las escorias%
,EE,E?0IA I?nalidad de #romover la
inmiscibilidad de la fase s$lf$rada ! la o6idada' dado $e en
a$sencia de
"ste e6iste $na Anica fase lí$ida 4omog"nea%
+as escorias de f$sión son categoriadas de ac$erdo a la
#redominancia de
los ó6idos #resentes en "stas' teniendo como factor comAn la
e6istencia de
ó6idos de >erro% Es así como las escorias de f$sión
comAnmente $tiliadas
en las f$ndiciones de cobre a nivel m$ndial son* la escoria
calcio-ferrítica
(FeO-CaO)' la fa!alítica (FeO-SiO2) ! la olivina
(FeO-CaO-SiO2)%
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+a escoria calcio!ferrtica est/ com#$esta esencialmente #or
ó6ido ferroso(FeO) ! de calcio (CaO)' generando $na escoria b/sica
$e #resenta $na
ba5a viscosidad% Este ti#o de escoria #osee como restricción $na
acotada
ona lí$ida $e se enc$entra limitada #or $na ba5a #resencia de
sílice%
+a escoria fa=altica est/ constit$ida #rinci#almente #or
ó6ido ferroso(FeO) ! sílice (SiO2)' trat/ndose de $na escoria /cida
de elevada viscosidad$e di>c$lta la sedimentación de gotas de
mata a la fase s$lf$rada% Este
Altimo efecto se ve incrementado en caso de e6istir sat$ración
con
magnetita en el sistema' lo $e se f$ndamenta en las
condiciones
o#eracionales de tem#erat$ra ! de #resión #arcial de o6ígeno
ba5o las
c$ales se desarrolla el #roceso%
+a escoria olivina basa s$ com#osición en ó6idos de silicio
(SiO2)' >erro(FeO) ! calcio (CaO)' #resentando características
intermedias entre la
escoria fa!alítica ! la calcio ferrítica' en c$anto a
viscosidad%
igura Diagrama ternario 0aO! eO!"iO2 a 1#99J0
.ineraloga de fases en escoria solidiKcadas (2 min), #artir de
$na #artida re#resentativa de escoria de cobre granallada
#roveniente de la f$ndición Caletones ' #erteneciente a la
división El Leniente
de CO.E+CO' se #rocedió a molerla de $na manera re#rod$cible
controlando el
tiem#o necesario #ara obtener $na >n$ra (>n$ra de 8%811
(cm2 =g))% Kna ve
determinado lo anterior' se #rocedió a realiar ensa!os #ara
veri>car la
com#osición $ímica ! mineralógica de la escoria a $tiliar%
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Para la determinación de la com#osición $ímica de la escoria de
cobre se
realió $n anLlisis de luorescencia de ,a=os a $na m$estra
de escoria%Este ensa!o de Fl$orescencia de Ra!os M f$e realiado #or
el +aboratorio de
Ra!os M del de#artamento de &ngeniería GetalArgica de la
Kniversidad de
Santiago de C4ile' ! s$s res$ltados se m$estran en la tabla
0%
Labla 0%
Res$ltados ,n/lisis #or Fl$orescencia de Ra!os M%
.e la misma manera' se realió a la escoria de cobre $n an/lisis
$ímico segAn
la norma IC4 08N OfJ: con el >n de detectar algAn com#onente
en e6ceso% +os
res$ltados del an/lisis $ímico * Contenido de trió6ido de a$fre
(SO3)
Contenido de ó6ido de magnesio (GgO)) realiado a las m$estras de
escoria de
cobre' se m$estran en la tabla 2% (Labla M&)
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+a caracteriación mineralógica se obtiene mediante $n anLlisis
deDifracción de ,a=os ' el c$al f$e realiado #or el +aboratorio
deCristalografía del .e#artamento de Física de la Kniversidad de
C4ile% En la
caracteriación #or difracción de ra!os M de la escoria' se
encontraron
#rinci#almente las es#ecies mineralógicas fa!alita (Fe3Si18) !
magnetita (Fe318)'
tí#icas de $na escoria de cobre (Fig$ra 0)%
Objetivos estudio (1/2 min)• Caracteriar escorias con diferentes
com#osiciones' las c$ales son
enfriadas a distintas velocidades de enfriamiento%
• Conocer los com#$estos de las escorias #or m"todos de
microsco#ía
electrónica ! ó#tica%
• Establecer con las observaciones cómo remover los
elementos
#er5$diciales de las escorias #ara #osteriores est$dios de las
mismas%
0arta @antt (1 min)En la ##L
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:resu'uesto (1 min)En la ##L
,eferencias0% ,ojas6 Alejandro 0uadros7 Reducción de las
perdidas de cobre en las
escorias del proceso Isamelt de la fundición de ILO de SPCC.
2101%
2% "antander6 :rof7 ?elson G7 Pirometalurgia del cobre.
0:N:%
3% Malencia6 ?ubia del 0armen 0ardona7 Contrib$ción al
an/lisis>sico$imico de las #erdidas de cobre en escorias%
Conce#ción * s%n%' 2100%
8% Arce6 ,odolfo Alejandro erros7 .esarrollo de $n #rograma
codigoabierto #ara la f$sión de concentrado en el Convertidor
Leniente% 2101%
