Modulo_3_Molibdeno

8/4/2019 Modulo_3_Molibdeno

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MODULO 3:

MolibdenoLa produccin de cobre de Codelco deja un importantesubproducto, el molibdeno. Se trata de un elementometlico utilizado como materia prima para acerosespeciales y algunas otras aleaciones a las cuales aportasus propiedades: resistencia a la temperatura y lacorrosin, durabilidad y fortaleza.


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El molibdeno no existe en estado puro en lanaturaleza, siempre aparece asociado a otroselementos, como por ejemplo los mineralessulfurados de los cuales tambin se obtiene cobre.

En la tabla peridica de los elementos elmolibdeno aparece identificado con el nmero 42

y el smbolo Mo. Se funde a una temperatura de2.890 grados centgrados.


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Su nombre proviene del griego 'molybdos' que quiere

decir 'parecidos al plomo', y hace referencia a suaspecto gris oscuro.

Aunque se supone que en tiempos antiguos eranconocidas algunas de sus propiedades, este elemento

fue identificado recin a fines del siglo XVIII.Se encuentra en la naturaleza combinado con otrosmetales en bajos porcentajes ( 0,01% - 0,25% )


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Las mayores reservas de molibdeno estn en China,seguido de Estados Unidos y Chile en tercer lugar.

Codelco es el segundo productor mundial de molibdeno, ysus principales mercados son Japn y Estados Unidos.

Para Codelco el molibdeno es su principal subproducto,

en 2006 produjo 27.204 toneladas mtricas, lo que lereport ingresos por 1.657 millones de dlares. Al primersemestre del ao 2007, Codelco produjo 13.600 toneladasmtricas de molibdeno.


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Propiedades

Masa Atmica 95,94Punto de Fusin 2890 K

Punto de Ebullicin 4885 K

Densidad 10220 kg/m

Conductividad Elctrica 192,3 (mOhm.cm)-1Calor Especfico 254,98 J/kg K

Calor de Fusin 27,6 kJ/mol

Estados de Oxidacin -2, -1, +1, +2, +3 , +4, +5, +6
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/masatomica.htmlhttp://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/masatomica.htmlhttp://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/masatomica.html


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Heptamolibdato de amonio Dimolibdato de amonio


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MoO3 grado tcnico Briquetas


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Ferromolibdeno


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Usos Principales

Aleado, proporciona dureza y elimina la fragilidad en los acerostemplados, pues impide la separacin de laminillas de grafito.

Como ferromolibdeno proporciona resistencia al acero a altastemperaturas.

Se emplea en aleaciones refractarias, junto al nquel, como lasHastelloys (R), que son resistentes al calor y a la corrosin porcompuestos qumicos.

En aleaciones para imanes permanentes.

Como catalizador en el refinado del petrleo.

Se emplea en aplicaciones nucleares y en la construccin de piezas de

misiles y aviones. El disulfuro de molibdeno se usa como lubricante a altas temperaturas,

a las cuales los aceites normales descomponen.


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La Figura 1 muestra un diagrama con los productos demolibdeno generados a partir de los concentrados de

molibdenita (MoS2) provenientes del proceso de flotacinselectiva de molibdeno o lixiviacin, dependiendo si elmolibdeno es un subproducto de la produccin de cobre oun producto de mina primaria.


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El consumo mundial de molibdeno se concentr como en

aos anteriores en la industria del acero, la cual representun 76% de la demanda total. Esta demanda se subdivideprincipalmente en aceros especiales e inoxidables (41%),aceros de baja aleacin y alta resistencia (30%) y

superaleaciones (5%) . La Figura siguiente muestra elconsumo de molibdeno por uso final.

La alta demanda de los ltimos aos se explica

principalmente por el crecimiento industrial de los pasesasiticos y en menor medida Europa y EE.UU. En estospases se concentra la mayor produccin de acero paraconsumo interno.


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Consumo de Mo por uso final

76%

10%8%

2% 4%

Aceros y aleaciones

Catalizadores

Metal puro

Lubricantes

Otros


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Produccin mundial de molibdeno mina

El molibdeno es obtenido de minas primarias queproducen cerca del 38% de la produccin mundial y

como subproducto de minas productoras de cobre (62%).La tabla siguiente muestra las principales minasproductoras de molibdeno.


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Principales productores de Mo de mina


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Reservas Mundiales de Molibdeno

De acuerdo a USGS (United States Geological Survey) lasreservas mundiales de Molibdeno se concentran en pocospases del mundo y ascienden a 19 Millones de toneladasmtricas de molibdeno in situ (mina), de las cuales Chinacuenta con 8,3 millones, Estados Unidos con 5,4 y Chilecon 2,5.


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Produccin Mundial de Mina


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Consumo Mundial


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Produccin Chilena de Mo de mina


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Exportaciones Chilenas de productos de Mo


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Movimiento externo e interno de productos de Mo


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La Comisin Chilena del Cobre (Cochilco) acaba de publicar el informeMercado Internacional y Minera del Molibdeno en Chile 2007.

El estudio proyecta que la produccin chilena de molibdeno en 2008bordear las 40.000 toneladas mtricas, levemente inferior a las 44.500toneladas mtricas producidas en 2007.En tanto, la produccin mundial de mina se estima en 210.000toneladas de molibdeno para fines de 2008.El informe de Cochilco sostiene, adems, que en 2007 el monto porexportaciones de productos de molibdeno se mover en torno a los US$4.000 millones.

Asumiendo que en 2008 los precios del molibdeno sean similares a losde 2007; importaciones de concentrados de molibdeno estimadas entorno a US $ $800 millones y menor produccin chilena de molibdeno

de mina, el estudio de Cochilco estima que el volumen deexportaciones alcanzar los US$ 3.400 millones.


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TOSTACIN DE MOLIBDENITA

Obtencin de MoO3 Tcnico

Como se indic anteriormente la mayor parte de lamolibdenita debe transformarse en xido de molibdeno,que es la materia prima bsica para obtener los productosfinales.


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La tostacin se realiza en hornos tipo Nichols-Herreshoff,que son los tipos de hornos casi universales ms usados.

Tambin puede usarse reactores fluoslidos quetericamente deberan dar mejores resultados. Segnantecedentes en Rusia se estara usando reactoresfluoslidos desde hace ms de treinta aos. Sin embargo,

en el mundo occidental los principales productores comoEE.UU., Canad, Chile, etc. siguen usando los hornos tipoNichols-Herreshoff y los nuevos proyectos y ampliacionescontemplan este tipo de hornos.


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Los hornos tipo Nichols-Herreshoff tienen generalmente

8-10-12 niveles o pisos y una capacidad de carga que vara detres a veinte toneladas por da. La carga es molibdenitaconcentrada con 90-94 % de MoS2, humedad 5-7 % y otrasimpurezas; se alimenta desde arriba. El calentamiento se

realiza con gas natural (quemadores ubicados en lasparedes del horno) y el azufre tambin ayuda a la autocombustin. En cada piso existe un sistema de rastrillo quemueve el material. Actualmente se recupera el azufre quesale en forma de SO2 , el cual se transforma en H2SO4


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El control de temperatura debe ser muy estricto porque el

MoO3 a temperatura > 620 C empieza a sublimar. Atemperaturas < 600 C la tostacin es insuficiente. Atemperatura > 650 C se producen aglomeraciones osinterizacin y a temperaturas > 700 C se sublima

completamente.Experiencias realizadas por Grimes y Witkamp muestran ladistribucin siguiente del molibdeno en el paso de la cargade un nivel (o piso) al otro hasta su descarga, expresados enfracciones de moles de molibdeno en sus tres principalesformas.


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NIVEL MoS2 MoO2 MoO3

0 1,0 0,0 0,0

2 0,842 0,092 0,066

4 0,91 0,324 0,185

6 0,106 0,633 0,262

8 0,006 0,222 0,772

10 0,001 0,005 0,995

12 0,0007 0,000 0,999


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Las reacciones o conversiones qumicas que se producen enel interior del horno son complejas, pero se pueden

representar en forma simplificada anotando solo lasreacciones bsicas o primarias:

MoS2 + 3,5 O2 MoO3 + 2SO2

6MoO3 + MoS2 7MoO2 + 2SO2

MoO2 + 0,5O2 MoO3

Para el mejor control de la temperatura de tostacin, loshornos poseen camisas de aire y ventanas en cada nivel

para realizar observaciones de la marcha de la carga. El aireque se inyecta tambin debe controlarse.


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El otro control importante que debe hacerse, es la prdidade molibdeno que se produce en forma de partculas queescapan junto con el humo de la chimenea. Como lagranulometra de la molibdenita es muy fina y la inyeccinde aire produce un fuerte tiraje, parte del concentrado

tiende a escaparse por la chimenea. Para eliminar esteproblema se colocan en el camino de los gases, ciclones,precipitadores electrostticos y lavadores sellados conagua. Las partculas recuperadas se desaguan y se

introducen nuevamente al horno


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La descarga del horno es el xido molbdico tcnico, quetiene una pureza aceptable para usos metalrgicos en

aleaciones con fierro (ver figura siguiente)

La purificacin del xido molbdico se puede realizar porlixiviacin con agua o por sublimacin. La purificacin con

agua presenta el problema de las prdidas de molibdenopor disolucin de una pequea parte de ste.


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La sublimacin se realiza a 1000-1100 C, en hornosespeciales. En este caso, aproximadamente un 50 % delMoO3 , se obtiene en un alto grado de pureza y el 50%

restante queda como MoO3 tcnico. El mayor estado depureza se puede obtener por procesos qumicos.

XIDO MOLIBDICO PURO ( MoO3)Se obtiene por purificacin qumica del MoO3, grado tcnico. El MoO3tcnico escogido, se somete a lixiviacin con H2SO4 diluido en unestanque provisto de agitacin. Se filtra para separar un Licor Madrecon impurezas de cobre y fierro.

El xido lixiviado se lava con agua. Se obtiene el MoO3 lavado y unresiduo de lavado.Este MoO3 lavado se trata con una solucin diluida de NH3 y se filtra.Se obtiene un licor rico de molibdato de amonio y una parte insoluble.


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El licor de molibdato de amonio se trata con una

sal frrica para precipitar plata y fsforo. Sefiltra.El licor filtrado de molibdato de amonio se tratacon (NH4)2S para precipitar restos de cobre en

forma de CuS. Se filtra.


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La solucin limpia se trata con H2SO4 hasta obtener un pH= 2,5; se obtiene un licor madre con impurezas

especialmente de potasio y tetramolibdato de amonio(Amonium Tetramolidate) ATM muy puro.

Con este producto se pueden seguir dos caminos.

Una parte se somete a calcinacin directa donde se elimina

NH3 por vaporizacin y se obtiene MoO3 muy puro enforma de harina (Flowry).

A la otra parte se agrega NH3 + H2O para obtener solucinde molibdato; luego se hace evaporar para obtener cristales.

Este dimolibdato de amonio se calcina para obtenerfinalmente MoO3 puro grado arena (Sandy).


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FERROMOLIBDENO

El ferromolibdeno se obtiene por:1. Proceso metalotrmico o aluminotrmico.2. Proceso de fundicin en horno elctrico.

El primer proceso es el ms usado y consiste enpreparar una mezcla de xido molbdico tcnico yferrosilicio en partes aproximadamente iguales juntocon aluminio en polvo. Adems, se adiciona cal, espato

fluor y carbonato de calcio. Toda esta mezcla alimentaa un horno revestido de ladrillos refractarios y de slice.La reaccin necesita calor inicial despus sigue porautoignicin (ver figura 2.3).


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En el proceso en hornos elctricos se puede usar xidomolbdico o tambin molibdenita (MoS2), como materiaprima. En este ltimo caso se adiciona cal y carbn paraeliminar el azufre.


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FIN MODULO 3

Molibdeno

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