Hornos Flash.pptx

8/10/2019 Hornos Flash.pptx

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN

ANTONIO ABAD DEL CUSCO

DOCENTE: ING. PEDRO CAMERO HERMOZA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURG

HORNOS FLASH

PROCESOS EXTRACTIVOS I


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Hornos Flash


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1. Introduccin

La necesidad de ahorrar combustible en losprocesos de fusin de concentrados sulfuradosde cobre y nquel ha permitido desarrollartecnologas que permitan el aprovechamientodel calor generado por las reacciones deoxidacin del azufre y el hierro presentes en

los concentrados sulfurados, es as que sedesarrollan los procesos de fusin flash (fusininstantnea). En estos hornos se utiliza el calorde oxidacin de una parte de la carga desulfuro para proporcionar gran parte o latotalidad de la energa necesaria para lafundicin.

La fusin flash es unpirometalrgico usado parconcentrados de sulfuros inicialmente se uso para fundir cde cobre y posteriormente se ex

concentrados de nquel, tambinpara tratar concentrados de plomo.


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2. Origen e Historia

El proceso fue desarrollado por Outokumpu en Finlandia y aplicado povez en la planta de Harjavalta en 1949 para el mineral de cobre de fundici

Un segundo sistema de fusin flash fue desarrollado por la InternationCompany y cuenta con un diseo de alimentacin de concentrado difcomparacin con el horno flash Outokumpu. Mientras que el horno flash Sudbury fue el primer uso comercial de oxgeno de fusin rpida

Outotec, anteriormente la divisin de tecnologa de Outokumpu ahopatentes de Outokumpu a la tecnologa y licencia por todo el mundo.

INCO fue adquirida por Vale de Brasil en 2006.


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3. Horno Flash

La fusin flash o fusinInstantnea es un proceso

pirometalrgico.

Los Hornos de Fundicin Flashutilizan el calor que se origina en laoxidacin de un aparte de su cargade sulfuro para proporcionar gran

parte o la totalidad de la energanecesaria para lafundicin(Autgeno).

El principal prodfundicin Instan

una mata liquidaalto (45-65%


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HORNO DEFUNDICION FLASH

1. Uptake shaft roof (Absorcin de techo dehueco)

2. Uptake shaft(absorcin de eje)

3.Settler roof (techo de residente )

4. Settler herath (hogar de residente )

5. Reaction shaft (eje de reaccin)

6. Reaction shaft roof (techo del eje de reaccin)

7. Settler side walls (paredes laterales de residente)


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4. Proceso De Fusion En Horno Flash


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Descripcin del Proceso

La fundicin instantnea consiste en la inyeccin de concentradjunto con aire caliente u oxigeno o la de una mezcla de estos al interihorno de tipo de hogar caliente.

Una vez dentro del horno, las partculas de sulfuro reaccionan rpi

con los gases oxidantes que las acompaan. Esto da resultado:

A)una oxidacin parcial controlada de los concentrados.

B) un gran desprendimiento de calor.


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Todas la reacciones de Oxidacin son exotrmicas(desprenden calorejemplo:

CuFeS2+

O2

(Cu2S . FeS) +

FeO + SO2 (mata)

= -

FeS + O2 FeO + SO2 (escoria)

= -115 000 cal

2FeO + SiO2 2FeO.SiO2 (escoria) = -10 000 cal


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Estas reaccionan suministran una gran

energa trmica necesaria para calentarfundir y sobrecalentar la carga del horno.

Es decir cuando el comburente c

cerca de 40% de oxigeno o mafundicin instantnea es aut


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La combustin (oxidacin) de las partculas de sulfuro en el hextremadamente rpida, el calor producido por las reacciones de oxisuficiente para fundir rpidamente los minerales que se oxidan parcLas gotas fundidas que tienen una apariencia de una neblina lumin

sobre la capa de escoria, donde se terminan las reacciones de formmata y escoria y donde cualquier cobre oxidado se reduce de nuevopor la reaccin:

Cu2O + FeS Cu2S(mata)+ FeO(escoria)


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Las gotas de mata formadas se sedimentan a travs de la capa de escformar la capa de mata. Durante el proceso de combustin la FeSCuFeS2 liberan el azufre al estado gaseoso, este azufre al combustforma rpida genera altas velocidades de oxidacin y fusin.

La productividad de los hornos de fusin flash, es del orden detoneladas de carga por da/ m2de rea de hogar, que es de 2 a 4productividad de un horno reverbero y elctrico.


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5. Existen Dos Tipos Bsicos De Fundic

Instantnea

PROCESOINCO

PROCESOUTUKUM


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5.1. Proceso Inco: El horno de fusin Flash INCO es un horno abovedado de 23 metros de longitud, 6

ancho y con una chimenea central de 5 metros de alto, con capacidad para fundir 160por da de carga seca (dimensiones de la unidad de Sudbury, Canad). El concentrado,

oxigeno industrial son soplados horizontalmente dentro del horno desde ambos exmismo y los gases producidos son recogidos por la chimenea central.

Este diseo produce una llama de alta temperatura por sobre toda el rea de la ch

mata es sangrada en la parte central de una de sus paredes (debajo de la salida de escoria lo hace en uno de los extremos bajo los quemadores. Las profundidades de lescoria son mantenidas a 0.6 metros. El sistema de los quemadores es simple, el confundente son alimentados gravitacionalmente a la corriente de oxigeno, para ser tra

dentro del horno. El horno posee 4 quemadores (actualmente uno) de los cuales cadla capacidad para tratar 15-20 toneladas de carga y 2000-2500 Nm3 de oxigeno por ho


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Proceso Inco

Las profundidades de la mata y la escoria son mantenidas a 0.6 metros. El sisquemadores es simple, el concentrado y fundente son alimentados gravitacio

la corriente de oxigeno, para ser transportados dentro del horno. El hornquemadores (actualmente uno) de los cuales cada uno tiene la capacidad pa

20 toneladas de carga y 2000-2500 Nm3 de oxigeno por hora.

La carcasa del horno es de acero y el interior esta cubierto por ladrillos refrrefrigerado por agua, especialmente en la zona de salida de los gases, ya quzona mas caliente del reactor. El horno de fusin flash INCO puede opera

continua por aproximadamente 2 aos.


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5.2. Proceso Outokumpu

El horno de fusin flash Outokumpuutiliza aire precalentado (450-1000 C) o

aire enriquecido con oxigeno. Losquemadores de concentrado estn

ubicados en la parte superior de la torrede combustin, en uno de los extremosdel horno y el concentrado, fundente ygases son soplados hacia debajo de latorre sobre la superficie de la escoria.

Los quemadores estn orientabajo para que afecten a las paconcentrado que se encuentresuperficie de la escoria y as

perdidas de concentrado por los gases, las que sin embargo

por lo que se requiere un grancoleccin de polvos. Tpicam

horno de fusin flash Outoku20 metros de largo, 7 de anc

alto.


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La torre de combustin tiene 6 metros de dimetro y 6 metros dealto mientras que la salida de gases tiene el ancho del horno (7m),

3 metros de largo y 6 metros de alto. Con estas dimensiones esposible tratar 1200 toneladas de carga seca por da. El sistema de

quemadores consiste es dos tubos concntricos.

El concentrado y fundente son alimentados gravitpor el tubo central (0.4 m de dimetro) y los gases (0.8 m de dimetro. El horno esta equipado con 4

con capacidad cada uno de tratar 10-20 toneladas d8000-12000 Nm3 de oxidante por hora. Este pr

autgeno a menos que el enriquecimiento de oxige

superior al 40%.

PROCESO OUTOKUMPU


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PROCESO OUTOKUMPU

Las profundidades de la mata y la escoria se mantienen a 0.75 m y ambas son sangradas de formintermitente, la mata por un orificio en la pared del horno que se encuentra bajo la cmara de cla escoria por un orificio que se encuentra en la pared bajo la salida de gases.

La mata producida tiene entre un 50% a un 65% de cobre, esto depende del grado de enriquecioxigeno que se utilice. El horno de fusin flash Outokumpu puede operar de forma continua paproximadamente 1 a 3 aos antes de una mantencin.

La energa adicional requerida para el proceso es aproximadamente de 5x105 kcal/ton de carga que es muchocomparamos con la requerida en un horno de reverbero que es entre 8-18x105 kcal/tonelada de carga. Para rconsumo de combustible se puede incrementar la temperatura del aire antes de introducirlo al horno (de 500

Yasuda 1974), aumentar el enriquecimiento de oxigeno (app 40% de oxigeno produce un proceso autgeno), grado de oxidacin de la mata, aprovechando de mejor forma el poder calorfico de las reacciones de oxidacisulfuros.

El parmetro limitante para el Outokumpu es el flujo volumtrico de gases, ya que un flujo excincrementa las perdidas por polvos en la salida de gases.


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PROCESO OUTOKUMPU


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6. Comparacin De Los

Proceso Inco Y

Outokumpu

TABLA 8.3 Datoscomparativos de

operacin para hornosde fundicin instantnea

INCO y Outokumpu


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Comparacin de los procesoInco y Outokumpu

Comparacinde las

demandas deenerga.


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Comparacin de los proceso Inco yOutokumpu

La diferencia principal entre los dos es quproceso inco depende completamente del

Oxigeno para hacerlo autgeno, mientras el proceso de Outokumpu usa aceite paracompensar su deficid trmico.


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7.Ventajas Del Horno Flash

Las ventajas principales de los procesos de fundicin instantnea

Usan la energa proveniente de la oxidacin de minerales de sulfuro y psus costos de combustibles son bajos

Sus gases de desechos son ricos en SO2 el cual se elimina eficienteme

SO2 liquido o acido sulfrico.

Sus velocidades de produccin son altas debido a las velocidades rpidse calientan las partculas de mineral a medida que se oxidan sus sup


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8. Desventajas Del Horno Flash

La principal desventaja es que el contenido de Cu de sus escoriaser alto(el INCO tiene 0.7%de Cu ; Outokumpu aprox. 1% d

No es eficiente para recuperar Cu de las escorias del convert

Adems las escorias de la fundicin Outokumpu se deben trataren un proceso separado para reducir las perdidas de Cu hasta u

aceptable.


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8. Referencia Bibliogrfica

http://www.rhiag.com/internet_en/products_solutions_en/non_ferrous_en/nonbm_en/non_ferrous_bm_agg_en/non_ferrous_bm_agg_fsf_en/

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http://iq.ua.es/Yeso/calcinacion.htm BALLESTER A.VERDEJA L.F.SANCHO J. Metalurgia Extractiva V-1, E

Espaa.

BISWASDAVENPORT. El Cobre Metalurgia Extractiva, Ed. Limusa, Espa
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