Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Facultad: Ingeniera Qumica e Ingeniera MetalrgicaCarrera Profesional: Ingeniera Metalrgica

Informe: Horno Contop y Horno Kivcet.Asignatura: Procesos Extractivos IDocente: Ing. Pedro Camero HermosaEstudiantes:AQUIMA PPACCO, Wilber 112195

QUISPE HUARAYA, Cesar 111630 SALAS CCAHUA, Yaquelin Andrea 111053

Cusco-Per

PROCESO KIVCETA principios de 1964, se inici la investigacin del sisma Kivcet aplicada inicialmente a concentrados sulfurados de cobre-zinc. Posteriormente en 1967, se desarroll el horno Kivcet ZL para concentrados de Plomo-Zinc. En 1975, se inici la comercializacin de esta tecnologa. En efecto la planta piloto semi-industrial (Kazajstn) permiti efectuar pruebas con una capacidad de hasta 24 TM/dia. En esa planta piloto se efectuaron test con 6000 TM, de diversas calidades: 12 60% Pb; 6-38% Zn; 12- 28% S. Los resultados obtenidos en esta planta fueron:

Los resultados anteriores obtenidos durante las pruebas en la planta piloto estn basados en el procesamiento de una complejidad de minerales, con una amplia relacin de plomo/zinc inferior a la de los concentrados disponibles en Bolivia.Durante las pruebas metalrgicas para la totalidad de la produccin de plomo plata existente en Bolivia (1978) que tenan la siguiente composicin: 47,96% Pb; 7.77% Zn; 3.795 g/t Ag; 306%; 1.13 % Sn; 18.68% S, los resultados obtenidos fueron:

Los xidos de la parte del Shaft-ciclon recirculan con la carga fresca (aproximadamente 12% en peso).El proceso Kivcet hace uso de varias tcnicas de fundicin: uso de oxgeno y principio de cicln con fundicin suspendida. As, el proceso de oxidacin de un material de granulometra fina y su posterior reduccin en un horno elctrico se combina en una sola etapa. El xito del proceso es que es altamente intensivo la que facilita el tratamiento de elevados rendimientos por unidad de rea del horno cicln. En la primera seccin del horno Kivcet en este caso el horno cicln- se produce una reaccin exotrmica, debido al alto contenido de azufre en los minerales sulfurados. Para que la reaccin sea completamente exotrmica se requiere que el S sea Mayor a 17%. En esta primera seccin (cicln), se realiza la reaccin de tostacin-reduccin. La carga as fundida pasa a la segunda seccin del horno (horno elctrico-retencin. Cuando los concentrados tienen 17% S es necesario adicionar energa mediante el quemador a gas.

Como se aprecia en la primera parte del horno (Shaft-ciclon), se produce la oxidacin casi completa del mineral. Es un proceso de tostacin - fusin a temperaturas de: 1200 1350 C. Los xidos fundidos pasan mediante un vaso comunicante a la segunda seccin (horno elctrico), donde se produce la reduccin y produccin del bullion de plomo/plata y paralelamente la reduccin del ZnO. Sin embargo, si el contenido de ZnO es elevado (vg. Tratamiento de minerales de alto contenido en zinc), es preferible pasar la escoria a un horno fuming adyacente.El bullion producido en el horno Kivcet contiene la plata, oro, bismuto, antimonio y parcialmente el cobre. El arsnico y antimonio altamente contaminantes es posible eliminarlos parcialmente en la primera dase, controlando las condiciones del horno Shaft/ciclon y colectando diferencialmente el Sb2O3; sin embargo, la mayor parte del antimonio del bullion. Existen tcnicas para eliminar el antimonio del bullion. El cobre se elimina parcialmente en una mata que se separa de la parte del horno elctrico.DESCRIPCIN Se basa esencialmente en el uso de un cicln especialmente diseado para fundir concentrados hasta matas, que se iniciaron a escala piloto, combinado el cicln con hornos reverbero, para lo cual se coloc primero el cicln en un extremo, sin ningn xito y luego se le puso encima del reverbero a la vez que se introdujo el uso de oxgeno puro en el cicln en lugar de aire o aire enriquecido con oxgeno, esta innovacin tecnolgica mejor la eficiencia de la combustin, redujo la cantidad de elementos desechables en los gases y aument la concentracin de SO2 recuperable.En un diseo ms avanzado, la instalacin de una pared divisoria y refrigerada con agua, entre la seccin de fusin y sedimentacin ha permitido separar el gas en esos compartimientos, haciendo posible el tratamiento de concentrados complejos que contienen metales como Zn y Pb, que son recuperados adems del cobre. Este diseo del horno KIVCET permite tener condiciones altamente oxidantes en el cicln, mientras se lleva a cabo una reduccin en la zona de sedimentacin calentada por resistencias elctricas.

De esta manera se obtienen tres productos que se descargan independientemente: la mata de cobre de alta ley, hasta 50% de cobre, conteniendo metales valiosos como Ag, Au, Ni, que sigue su marcha normal en convertidores; el plomo crudo de calidad convencional que se trata por refinado trmico y la escoria que puede desecharse por contener metales no ferrosos en menor porcentaje que los valores mostrados por escorias producidas por procesos convencionales. Los gases producidos con elevado contenido de SO2, hasta un 85%, pasan por instalaciones de enfriamiento y separacin de polvos finos antes de ingresar a la planta de cido sulfrico.

PROCESO CONTOP

CONTOP proviene de (Proceso continuo de alta alimentacin de oxigeno o continous Topfeed Oxigen Process) este proceso es un concepto nuevo de hornos en el que se usa 2hornos, un reactor ciclnico flash para la produccin de mata de cobre y un horno convertidor - refinador continuo para la produccin de cobre andico. La alimentacin es inyectada tangencial mente dentro del reactor ciclnico y el producto de la reaccin cae dentro de una cmara de asentamiento que est en la parte inferior donde las diferentes fases se separan. La limpieza de escoria es realizada fuera con oxgeno y propano o metano como reductores. La mata fluye dentro de un convertidor y una cmara de refinamiento que es separado dentro de tres cmaras para la conversin, oxidacin y reduccin. Este proceso, solo es utilizado en El Paso, USA, es un horno de reverbero equipado con un reactor ciclnico y un sistema de inyeccin para gas natural. La tecnologa CONTOP nos ofrece:Poder reducir la emisin de SO2 a un 90% con referencia al horno de reverbero.Volatilizar todo el bismuto y el zinc contenido en el concentrado generando una mata de un simple intervalo de composicin.Cules son los equipos de un CONTOP: Planta de Oxigeno Secador Reactores ciclnicos Horno de Asentamiento Caldera de aprovechamiento de calor Planta tratadora de agua. Sistema de control distributivo.El reactor ciclnico est diseado para generar una turbulencia entre el oxgeno y las partculas del concentrado slido, esto se da por el tipo de alimentacin el cual es a contra corriente uno de otro, de un lado el concentrado y por otro el oxgeno y el gas natural. Esta turbulencia propicia una excelente combustin del sulfuro. Enfriada por medio agua, las medidas del reactor son 6 pies de dimetro por 15de alto, el diseo de la chaqueta de refrigeracin fue calculado para tener una circulacin de 1700 galones por minuto. La flama de oxigeno -combustible combustiona el concentrado seco, que se funde por reaccin para formar mata y escoria fundida. El flujo de oxgeno y gas natural que fluye al reactor son controlados por el monitoreo de la perdida de calor por medio del lquido refrigerante del reactor. Esta prdida de calor es calculada por la medicin del incremento dela temperatura del lquido refrigerante con respecto al flujo de este. Los reactores estn diseados para perder 12 millones de BTU por hora. El enfriamiento extensivo del reactor causa una capa solida de escoria-mata que lo protegen de la corrosin y la erosin, la superficie del lquido de esta capa ayuda a atrapar cualquier partcula slida que permanezca en la corriente de los gases dentro del reactor, los gases y la mezcla solida salen por el hueco en la parte inferior hacia la cmara de asentamiento donde toma lugar la separacin de la mata y la escoria.

La cmara de asentamiento se mantiene caliente por el calor proveniente de los reactores as como de 8 quemadores de oxigeno combustible, la escoria es sangrada a travs de un hueco enfriado por medio de agua en la parte lateral del horno lejos de los reactores. La escoria puede ser analizada usando dispersin de rayos X para determinar contenido de cobre, si cumple el requerimiento de composicin de cobre se es descartada. La mata (aprox. 58% Cu) es sangrada del horno por medio de cuatro bloques en la parte baja del horno hacia las ollas las cuales son llevadas para alimentar el convertidor. El dixido de azufre proveniente de los gases (aprox. 24%) salen del horno directo hacia la caldera de recuperacin de calor. Esta caldera puede generar aproximadamente 30,000 Lbs/hr. De gases a 600 psi de aire que es mandado a las fuentes de poder, el gas enfriado a aproximadamente 800F (426.7C) son mandados al sistema de limpieza de gases ya sea por medio de casas de sacos o precipitaderos electrostticos, y despus a la planta de cidos.Comparacin con el OutokumpuAl comparar el horno outokumpu con este tipo de tecnologas podemos observar un cierto parecido, en cuestin de la idea de la cmara de asentamiento y del aprovechamiento del oxgeno y el calor producido en la reacciones de oxidacin, pero este proceso innova con la adicin tanto de la turbulencia ciclnica, y el auto recubrimiento, lo cual realzan la creatividad alemana.Referencia Bibliogrfica JOS SANCHO LUIS FELIPE VERDEJA ANTONIO BALLESTER, Metalurgia Extractiva,Vol.2 Ed. Sntesis. ING. JORGE LEMA PATIO, Tecnologas alternativas para el tratamiento de concentrados complejos de Plomo, presidente de la Asosiacion de Ingenieros metalrgicos y de materiales de Bolivia.