EXPONER-EXTRACTIVA

7/23/2019 EXPONER-EXTRACTIVA

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INDICE

I. INTRODUCCION ............................................................................................... 3

“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

INGENIERIA QUIMICA Y

METALURGICAINGENIERIA METALURGICA

Secado

de

CONVERTIDORES ROTATORIOS DE SOPLO POR ARRIBA (PROCESO (TBRC)

Para el curso:

Metalurgia Extractiva

Docente:

Briseño Flores Ranulfo

VII ciclo

Integrantes:

Aguayo Florecin a!y "ellen Fern#n$e% Ra&os Flor Eli%a!et' (au)ari Pastrana *'ristian *orcino Morales Rulan

2!"



II. MARCO TEORICO ....................................................................................... 4 - 6III. CONVERTIDORES ROTATORIOS DE SOPLO POR ARRIBA

(PROCESO TBRC)…..............................................……………………......7-14

o La mata de sulfuro de níquel.o TBRC.

o Plomo metálico con contenido de azufre.

IV. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 15

1



A+RADE*IMIE(ra$ece&os la o)ortuni$a$ $e reali%ar el siguiente tra!a.o/ ya 0ue cree&os 0ue $e esto a$0uirire&os con

,a&!i3n $el $ese&)eño 0ue )ue$en cu&)lir estas &

2



I. INTRODUCCION

La conversión es la etapa segunda y final en la fundición de minerales o concentrados

de sulfuros y es tami!n una operación de concentración" como lo es la fusión. La fase

liquida del sulfuro metálico de la mata que se produ#o en el $orno de fusión $a

e%perimentado la separación de la mayor parte de la ganga y una parte del contenido de

3



$ierro en forma de escoria durante el paso de fusión" despu!s del cual quedó la mata

como una solución comple#a pero $omog!nea de core" níquel" coalto" $ierro y azufre"

con peque&as cantidades de metales preciosos y otros metales ásicos.

HORNOS DE CONVERSIÓN

'l proceso de conversión consiste en o%idar sucesivamente el $ierro y el azufre

contenido en el e#e líquido proveniente del $orno de fusión (se mantiene el proceso de

o%idación" sólo que en este caso se o%ida un material ya fundido)" para formar core

lister con un **+ de core. 'sto se logra" o%idando el fierro y el azufre contenido en la

mata con aire" algunas veces enriquecido con o%ígeno. La conversión del e#e de core se

lleva a cao casi universalmente en los convertidores Peirce,-mit$" aunque tami!n

e%isten equipos alternativos tales como el convertidor oo/en" 0nspiration" 1itsuis$i

y otros en desarrollo.

II. MARCO TEORICOII#!#LOS CONVERTIDORES ROTATORIOS DE

SOPLO POR LA PARTE SUPERIOR $T%RC&

-on un nuevo tipo de dise&o astante similar al del $orno 2aldo que se emplea en la

faricación de acero con o%ígeno. 'l convertidor es de forma cilíndrica" cerrado en un

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e%tremo y con un cono aierto en el otro. 'l recipiente es un casco de acero" revestido

de magnesita" que se $ace girar a velocidades de 3 a 45 rpm" y que está inclinado 678

respecto a la $orizontal. 'l convertidor descansa sore dos #uegos de co#inetes de

rodillos y puede inclinarse a cualquier posición dentro de los 9:58 para llevar la oca a

diversas posiciones para el vaciado de la escoria" la adición de fundentes y el vaciado de

la carga final. ;espu!s de que se carga el recipiente con mata por el e%tremo aierto" se

le incline l78 a la posición de traa#o" se inicia la rotación y se introduce una lanza

enfriada por agua a trav!s de la oca" para dirigir un c$orro de o%igeno sore la

superficie del a&o rotatorio. Tiene lugar rápidamente la o%idación del sulfuro de $ierro

y se agrega fundente de sílice para formar una escoria de silicato de $ierro" la cual se

vacía y se regresa al $orno de fusión. Luego se agrega mata fresca del $orno para

reponer el volumen de escoria removido" y se repite el ciclo de soplado" o%idación y

formación de escoria $asta que el convertidor está cargado con producto metálico. 'ste

producto final se vacía y se lleva a refinación. Los convertidores rotatorios que se

emplean para níquel son de 6< pies de longitud y 66 6=> pies de diámetro e%terior (3.4*

% 9.36 m) y normalmente traa#an aa#o de sus velocidades inferiores a su velocidad

má%ima de rotación de 45 rpm $asta un poco antes de terminar el soplado" momento en

que se les $ace girar a su velocidad má%ima. La cominación del soplado superficial por

medio de la lanza" y de la turulencia inducida mecánicamente al a&o por la rotación"

tienen por o#eto me#orar el rendimiento de las funciones esenciales del convertidor" a la

vez que se efect?an las dos acciones de soplado y agitación independiente entre sí

aumentando la flotailidad del proceso.

Convertidor rotatorio soplado mediante una lanza refrigerada

'ste proceso puede reemplazar las etapas del proceso convencional

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Tienen @lto contenido de -A> en los gases

Permite tratamiento de distintos tipos de concentrados

Refractarios de Cromo,1agnesita.

Figura N°1

ormada la mata por sucesivas cargas y escoriados" se sopla aire para otener

líster.

-e producen altas emisiones de polvo generando prolemas en las campanas y

ductos.

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Figura N° 2

III. LOS CONVERTIDORES ROTATORIOS

DE SOPLO POR ARRIBA

(PROCESO TBRC)7



-e desarrollaron inicialmente para convertir mata de níquel a níquel metálico impuro"

mediante lanzas de o%ígeno para generar las elevadas temperaturas necesarias para

minimizar la formación de ó%ido de níquel esta operación se discute en detalle en la

sección relativa a los procesos de conversión de la mata de níquel. -in emargo" se $a

despertado cierto inter!s en la conversión del core mediante este proceso" aunque no es

proale que los convertidores con soplo de o%igeno por arria se utilicen e%tensamente

para la conversión normal dela mata de core" en vista de que la conversión

convencional del core con soplo de aire es autógena y de que puedan lograrse las

temperaturas usuales de conversión sin dificultad. La fundición de @fton 1ines

(Columia Británica" Canadá) está instalando un proceso TBRC en el que se limpiarán

las escorias resultantes de un concentrado de core que contiene calcocita y core

nativo y que se fundirá y convertirá luego a core metálico.

LA MATA DE SULFURO DE NÍQUEL:

-e convierte en sulfuro de níquel en convertidores del tipo Peirce,-mit$" similares a los

usados para la conversión de mata de níquel" soplando el convertidor con aire o aire

enriquecido con o%ígeno. Tami!n puede convertirse directamente a níquel metálico

líquido en convertidores rotatorios de soplo por arria inyectando o%ígeno. 'n todas las

operaciones de conversión" las primeras reacciones son similares a las encontradas al

soplar la mata de core" ya que la o%idación del $ierro y el azufre ocurren primero en

reacciones fuertemente e%ot!rmicas" >e- D 95 > E >eA + > -5> y el eA forma una

escoria con la -i5> agregada como fundente" que se separa por rastrillado y se regresa al

$orno de fusión" mientras el -5> sale en los gases de escape. Cuando se soplan los

convertidores del tipo Peirce,-mit$ con aire o aire enriquecido con o%ígeno" se

acostumra detener el soplado cuando se $an formado eA y 359 y de#ar el producto del

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convertidor como sulfuro de níquel fundido o una solución mi%ta de sulfuro de níquel

con algo de sulfuro de core" para ser tratado por alg?n otro proceso. 'ste producto

corresponde a la fase de metal lanco de la conversión de core y se le llama mata de

convertidor" o a veces mata Bessemer. La razón para suspender el soplo en esta etapa es

que el níquel tiene un punto de fusión más alto que el del core" >:358 (6433

8C) en

comparación con 6*<5 8 (65<4 8C)" y se o%ida con muc$a mayor rapidez. Por tanto es

más difícil alcanzar y mantener la temperatura necesaria para conservar el níquel

metálico en estado líquido" y siendo mayor la rapidez con que se o%ida" el níquel

metálico se transformaría en FiA a medida que se fuera produciendo por o%idación del

Fi9->" en vez de quedar como níquel metálico. 'n el convertidor rotatorio de soplo por

arria e inyectando o%ígeno" con cl ailo en turulencia promoviendo la mezcla y la

corriente de gas dirigida $acia el a&o" lo que provoca una e%celente transferencia del

calor" es posile otener las temperaturas elevadas necesarias y o%idar directamente el

sulfuro de níquel líquido al estado de níquel metálico" en una sola etapa. Fi9-> D >5> E

9Fi +

>-5>

Lo !o"#$%&'o%$ o%'*o"&+,$ $, &'o P$'%!$-S'& que se utilizan para la

conversión de mata de níquel son de tama&o

y construcción similares a los usados para

la conversión de core. 'l ciclo de carga" soplado y escoriado es tami!n seme#ante

se vacían 73 toneladas de mata del $orno de fusión con 69 a 6<+ cominado de níquel

y core a >5558 (65*58C) a un convertidor de69 por 93 pies (9.*: % 65.:7 m) o de 69

por95 pies (9.*: % *.63 m)" y se sopla para producir eA a partir del e- que contiene la

mata. -e agregan a intervalos" de : a < toneladas de fundente silíceo además de algo de

mineral grueso seg?n se requiera para formar la escoria de eAG-i5>" y !sta se separa

por rastrillado periódicamente para regresarse al $orno de fusión para su limpieza" ya

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que contiene alrededor de >+cominado de valores de níquel y core. Luego se regresa

el convertidor a su etapa de operación con mata de $orno fundida y fresca" y se repite el

ciclo de soplado y escoriado. Cada soplo requiere alrededor de 93 minutos" y se alcanza

una temperatura de >>358 (6>95 8C) antes de detener el soplado luego se separa la

escoria de una o dos ollas de colada. 'l contenido de azufre deseado se otiene soplando

$asta que la mata alcanza una temperatura predeterminada" la cual se logra por el calor

producido por la o%idación del azufre suficiente para calentar la carga del convertidor a

esta temperatura. ;espu!s de un ciclo de unos 45 soplos que se efect?an en un periodo

de >4 $oras" la mata final del convertidor ascenderá a 655 toneladas y ensayará de 73 a

7<+ cominado de níquel y core además delos metales preciosos. Los minerales de

alta ley de níquel dan una mata de convertidor de $asta 73+ de níquel y sólo 9+ de

core" mientras que los de a#a ley de níquel y alta ley de core dan una mata cercana a

un 35+ de níquel y >3+ de core.

Los gases de escape del convertidor se filtran y el polvo de c$imenea se regresa al $orno

de fusión ya filtrados se descargan a la atmósfera a trav!s de c$imeneas altas. Como la

mata del convertidor es el producto final y a?n contiene >>+ de azufre" el contenido de

-A> de los gases no es lo suficientemente alto como para servir de materia prima para

la faricación de ácido sulf?rico. La producción de magnetita es tami!n similar a la

que se tiene en la conversión de core.

E" ,o !o"#$%&'o%$ o%'*o"&+,$ !o" $"%'/0$!''$"&o $ o2$"o disminuye la

proporción de nitrógeno presente en el aire de soplo y el calor que normalmente es

arrastrado por el nitrógeno al salir con los gases de escape se suma al del convertidor.

'n consecuencia" el enriquecimiento con o%ígeno permite lograr la fusión de una parte

de la carga fría en el convertidor" como por e#emplo mineral en trozos" concentrados de

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sulfuros o materiales de retorno utilizándose este calor e%cedente y manteniendo la

temperatura dentro de límites razonales que no deterioran e%cesivamente el

revestimiento refractario. Pueden agregarse $asta 9 toneladas de carga fría por cada

tonelada de o%igeno inyectado. La rapidez de la reacción de conversión del e- a eA y

-A>

se acelera tami!n con el enriquecimiento de o%ígeno" ya que la producción de un

convertidor es casi directamente proporcional a la cantidad de o%igeno inyectado con la

carga. 'l contenido de o%igeno del soplo es del ><+ en promedio" y la temperatura que

se alcanza en el convertidor es apro%imadamente de >9558 (6>:58C). 'l contenido de

metal en las escorias producidas es similar al delas otenidas con soplo de aire solo.

LOS CONVERTIDORES ROTATORIOS DE SOPLO POR ARRIBA (TBRC):

0nstalados inicialmente por la 0nternational Fic/el Company" son dise&os de

convertidores delo más modernos y astante seme#antes al $orno rotatorio 2aldo

desarrollado en los a&os cincuenta para la faricación de acero con o%ígeno. @unque se

desarrollaron primero para convertir sulfuro de níquel" en la actualidad se están usando

o proyectando para convertir mata de core y fundir materiales secundarios del core"

en la nueva fundición de core de @fton 1ines en Columia Británica" Canadá" y en la

fundición Tennant Cree/ de Pe/o, Hallsend en @ustralia.

'l convertidor es una coraza cilíndrica de acero con revestimiento de magnesita o de

cromo,magnesita está cerrado en un e%tremo y es un cono aierto en el otro. ;os

#uegos de anillos que giran sore co#inetes de rodillos soportan al convertidor y le

permiten girar sore su e#e longitudinal $asta una velocidad má%ima de 45 rpm. La

unidad entera está soportada sore maltones $uecos y puede inclinarse dentro de un

ángulo de 6<58 para $acer la carga" las adiciones de fundente y el rastrillado de la

escoria en su posición normal de traa#o queda inclinado a apro%imadamente 678 (entre

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l:8 y >58 ) respecto a la $orizontal" con el e%tremo aierto del recipiente $acia arria. 'l

o%ígeno se suministra mediante una lanza enfriada por agua que se introduce por la oca

aierta del convertidor" y se sopla contra la superficie del a&o a un ángulo peque&o

respecto a la $orizontal" el cual puede variarse (>>8 a 958).

La lanza tiene normalmente un solo orificio de 9 a 5 pulgadas de diámetro (7.3 a 6>.3

cm)" y el o%ígeno se inyecta a a#a velocidad con una presión de traa#o menor de

45l=pu0g >(>73.:

/Pa). Los gases

producidos en el convertidor se e%traen por una

campana conectada a un sistema de e%tracción" que se a#a sore la oca aierta y que

prácticamente cierra el recipiente mientras se efect?a el soplado. Con el convertidor

inclinado a un ángulo de 67I respecto a la $orizontal" la carga líquida cure por lo

menos la mitad de la pared e%trema inferior" de manera que esta parte del revestimiento

así como la parte cilíndrica inferior están todas cuiertas y sumergidas en el a&o

durante cada rotación. 'sto contrarresta la posiilidad de que ocurra sorecalentamiento

del refractario durante el ciclo de soplado" algo del calor radiante asorido por las

porciones superiores e%puestas del revestimiento refractario se transmite a la masa

fundida durante un lapso de cada rotación cuando se sumerge la parte del revestimiento

que se calentó. Las dimensiones del convertidor varían algo" siendo su diámetro

apro%imadamente igual a dos tercios de su longitud. Las unidades de 95 toneladas de

capacidad sonde l< pies de longitud y 66 J de diámetro

(3.4* % 9.36 m) y las unidades de l55toneladas tienen >7 pies de largo y 6< pies de

diámetro (<.>9 K 3.4* m).'l convertidor $orizontal Peirce,-mit$ no opera a una

temperatura suficientemente alta para permitir que se forme níquel metálico al o%idarse

el sulfuro de níquel. La temperatura de conversión dee ser superior a >36:8 (69<58C)

cuando cl contenido de azufre del ailo es mayor del >5+" y dee incrementarse a por

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lo menos >*>58 (6:558C) cuando la proporción de azufre $a disminuido a menos del

3+.

;e lo contrario" se formará FiA al re o%idarse el níquel metálico que se $aya formado

Fi + A E FiA @demás de la necesidad de mantener el sistema para conversión de níquel

a temperaturas muc$o más elevadas que las necesarias para la conversión a core

ampollado" es importante tami!n que $aya una mezcla efectiva en el a&o 'sta

turulencia es menos importante en la conversión de metal lanco a core ampollado"

ya que al producirse la fase de core ampollado" !sta va al fondo del convertidor"

apartándose del soplo" con lo cual se reduce al mínimo toda o%idación del core

metálico. Mueda una fase con una relación azufre,core apro%imadamente constante

e%puesta al soplo durante la mayor parte del proceso" la cual" al irse separando de !sta

los dos productos" el - como -5>

en los gases y el Cu por asentamiento como core

ampollado" va disminuyendo. Por otra parte" cuando se convierte el sulfuro de níquel a

níquel metálico" el a&o presenta una sola fase en la que disminuye el contenido de

azufre. -i el mezclado no es efectivo" la región del ailo e%puesta directamente a soplo

puede llegar a un agotamiento temporal del azufre y saturarse con o%ígeno" lo cual

permite que el Fi metálico liquido se o%ide a la forma de cristales de FiA. Con la

precipitación de cristales finos de FiA aumenta la viscosidad del a&o" lo cual reduce

a?n más la posiilidad de un mezclado eficiente agravándose la situación. 'n

consecuencia" el convertidor rotatorio de soplo por arria es superior para la conversión

de mata de níquel metálico por el contacto íntimo y el mezclado que ocurre entre el gas"

el sulfuro de níquel líquido y los cristales sólidos de ó%ido de níquel que induce la

rotación del convertidor" así como por la mayor producción de calor a partir de las

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reacciones e%ot!rmicas de o%idación que tiene lugar por el uso de o%igeno gaseoso para

el soplo en vez de aire.

'l ciclo de operación es el mismo para el convertidor rotatorio de soplo por arria que

para el tipo Peirce,-mit$ de soplo lateral en amos" la mata liquida se carga al

convertidor" se inicia la rotación" se a#a la lanza de o%ígeno" se inicia el soplado y el

e- contenido en la mata se o%ida a eA. Posteriormente se agrega fundente silíceo

y cuando se $a formado suficiente escoria" se la separa por rastrillado y se regresa al

$orno de fusión para su limpieza. -e repite el ciclo $asta que despu!s de varios períodos

de soplo el convertidor está lleno de níquel metálico" el cual se vacía y se envía a

refinación. @lgunas de las dificultades que se encuentran en mata de níquel de alta

pureza se alivian cuando la mata contiene cantidades apreciales de core. La aleación

metálica de níquel,core producida en este caso tiene un punto de fusión que desciende

en proporción apro%imadamente directa con la cantidad de core presente" además de

que el core disminuye la actividad del níquel en el a&o y reduce la tendencia a que se

o%ide a FiA. ;eido a que se elimina del a&o mayor cantidad de azufre en esta

operación de conversión" convirti!ndose el níquel a metal en vez de permanecer como

sulfuro de níquel" los gases del convertidor contienen más -A>" y despu!s de separar el

polvo de c$imenea (que se convierte en riquetas y se regresa al convertidor) el gas

puede utilizarse para faricar ácido sulf?rico.

EL PLOMO METÁLICO CON CONTENIDO DE AZUFRE

Como se procesa en la fundición Rónnskár de Boliden" se sopla en un convertidor y se

o%ida el azufre formando una escoria" una mata y el plomo deso%idado.

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'l concentrado fino de sulfuro de plomo" de 77+ menos 9>3 mallas" se funde primero

por cl m!todo de fusión instantánea" en un $orno el!ctrico arria del ailo líquido para

que reaccione la mayor parte del P- con el aire y formar plomo metálico y -A>. 'l

P- restante que no se o%idó" llega al a&o de escoria" en donde e%perimenta la reacción

de tostación,reducción con el PA retornado del polvo de c$imenea y reducirse a plomo

ulión con un contenido residual de 9+ de azufre. 'l plomo se e%trae periódicamente"

75toneladas cortas a la vez" y se transfiere #unto con escoria de refinaría a convertidores

Peirce,-mit$ de 7 6=> por64 pies (>.>< % 4.>7 m) revestidos con ladrillo de al?mina" en

los cuales se le sopla con aire durante 45 minutos" con un gasto de 9555 pies c?icos

(85 m9) por minuto. Luego se de#a enfriar el plomo en el convertidor de 7 a * $oras"

tiempo en el cual se separan la mata y la escoria de la capa de plomo liquido del fondo.

La escoria y la mata se separan por rastrillado y se reciclan al $orno de fusión. 'l plomo

crudo" que perdió su azufre en forma de -A> durante el periodo de soplo" se lleva a

refinación. Los gases del convertidor se depuran en un sistema colector de polvo y el

polvo recuperado se recicla al proceso en el $orno de fusión.

BIBLIOGRAFA

o file===C=Nsers=lenovo=;es/top=9*><<64,Pirometalurgia,0.pdf

o $ttp==metalurgia.usac$.cl=sites=metalurgica=files=paginas=capitulo69.pdf

15

http://c/Users/lenovo/Desktop/3928814-Pirometalurgia-I.pdf

http://metalurgia.usach.cl/sites/metalurgica/files/paginas/capitulo13.pdf


http://c/Users/lenovo/Desktop/3928814-Pirometalurgia-I.pdf




o $ttps==es.scrid.com=doc=454>437>=Pirometalurgia,00,>,il

o $ttps==es.scrid.com=doc=9*><<64=65=PRAC'-A-,;',CAFO'R-0AF

16

https://es.scribd.com/doc/40424572/Pirometalurgia-II-2-il

https://es.scribd.com/doc/3928814/10/PROCESOS-DE-CONVERSION

https://es.scribd.com/doc/40424572/Pirometalurgia-II-2-il

https://es.scribd.com/doc/3928814/10/PROCESOS-DE-CONVERSION

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