Metalurgia Extractiva Del Cobre
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Metalurgia Extractiva del CobreMetalurgia Extractiva del Cobre
Producción Mundial de Cobre de Producción Mundial de Cobre de MinaMina
Miles de TM de cobre fino 2009 Miles de TM de cobre fino 2009
22EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Producción Mundial de Molibdeno de Producción Mundial de Molibdeno de MinaMina
Miles de TM de molibdeno finoMiles de TM de molibdeno finoaño 2009año 2009
33EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Producción Mundial de Oro de Producción Mundial de Oro de MinaMina
TM de oro finoTM de oro finoaño 2009año 2009
44EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Producción Mundial de Plata de Producción Mundial de Plata de MinaMina
TM de plata finaTM de plata finaaño 2009año 2009
55EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Los más grandes yacimientos Los más grandes yacimientos cupríferos son los llamados cupríferos son los llamados yacimientos diseminados. En ellos el yacimientos diseminados. En ellos el cobre se encuentra formando cobre se encuentra formando pequeños gránulos de mineral. Tales pequeños gránulos de mineral. Tales depósitos no contienen más de 1 a 2% depósitos no contienen más de 1 a 2% de cobre.de cobre.
• Las rocas que contienen estos Las rocas que contienen estos minerales de cobre están constituidas minerales de cobre están constituidas por minerales tales como cuarzo, pirita por minerales tales como cuarzo, pirita y óxidos de hierro, aluminio, calcio y y óxidos de hierro, aluminio, calcio y magnesio.magnesio.
Origen de los Yacimientos de Origen de los Yacimientos de CobreCobre
66EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Minerales sulfuradosMinerales sulfurados Mezclas complejas de súlfuros de cobre y Mezclas complejas de súlfuros de cobre y fierrofierro, ,
combinados con compuestos como el zinc, combinados con compuestos como el zinc, arsénico, antimonio, plata, oro y platino, entre arsénico, antimonio, plata, oro y platino, entre otros.otros.
Calcopirita (Calcopirita (CuFeSCuFeS22)),, Bornita (,, Bornita (CuCu55FeSFeS44), Enargita ), Enargita (Cu(Cu33AsSAsS44). Tetrahedrita (). Tetrahedrita (CuCu33SbSSbS33), Covelita (), Covelita (CuS) CuS) Calcocita (Calcocita (CuCu22S)S), ,
CalcopiritaCalcopirita34,7 %Cu34,7 %CuCalcopiritaCalcopirita34,7 %Cu34,7 %Cu
BornitaBornita63,6%Cu63,6%CuBornitaBornita63,6%Cu63,6%Cu
CalcositaCalcosita79,8%Cu79,8%CuCalcositaCalcosita79,8%Cu79,8%Cu
CovelitaCovelita66,5%Cu66,5%CuCovelitaCovelita66,5%Cu66,5%Cu
EnargitaEnargita48,4%Cu48,4%CuEnargitaEnargita48,4%Cu48,4%Cu
Origen de los Yacimientos de Origen de los Yacimientos de CobreCobre
77EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Minerales oxidadosMinerales oxidados Estos minerales provienen de la descomposición Estos minerales provienen de la descomposición
de los minerales sulfurados primarios debido a la de los minerales sulfurados primarios debido a la acción de aguas cargadas con dióxido de carbono, acción de aguas cargadas con dióxido de carbono, oxígeno, ácido sulfúrico, que actúan sobre los oxígeno, ácido sulfúrico, que actúan sobre los súlfuros para formar carbonatos, óxidos, sulfatos, súlfuros para formar carbonatos, óxidos, sulfatos, silicatos de cobre. silicatos de cobre. Malaquita [CuCOMalaquita [CuCO33·Cu(OH)·Cu(OH)22], ], Azurita [2CuCOAzurita [2CuCO33·Cu(OH)·Cu(OH)22], Cuprita [Cu], Cuprita [Cu22O], O], Crisocola [CuSiOCrisocola [CuSiO33·2H·2H22O], Tenorita [CuO], O], Tenorita [CuO], Atacamita [CuAtacamita [Cu22Cl(OH)Cl(OH)33], Antlerita ], Antlerita [CuSO[CuSO44·2Cu·2Cu((OH)OH)22], Brochantita [CuSO], Brochantita [CuSO44·3Cu·3Cu((OH)OH)66].].
MalaquitaMalaquita57,3%Cu57,3%CuMalaquitaMalaquita57,3%Cu57,3%Cu AzuritaAzurita
55,1%Cu55,1%CuAzuritaAzurita55,1%Cu55,1%Cu
BrochantitaBrochantita56,2%Cu56,2%CuBrochantitaBrochantita56,2%Cu56,2%Cu
AtacamitaAtacamita59,5%Cu59,5%CuAtacamitaAtacamita59,5%Cu59,5%Cu
Origen de los Yacimientos de Origen de los Yacimientos de CobreCobre
88EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Mina
Proceso de Concentración de Minerales Procesos
Hidrometalúrgicos
Procesos Pirometalúrgicos
ProcesoElectrometalúrgicoProceso
Electrometalúrgico
Súlfuros Óxidos
Procesos MetalProcesos Metalúúrgicos del rgicos del CobreCobre
Cátodos 99,99% Cu Cátodos 99,99% Cu
ConminuciónConminución
99EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Objetivo:Objetivo:
Disminuir el tamaño de las rocas Disminuir el tamaño de las rocas mineralizadas triturándolas en Chancadores y mineralizadas triturándolas en Chancadores y Molinos.Molinos.
• ProcesoProceso
El material extraído se pasa secuencialmente El material extraído se pasa secuencialmente por Chancadores Primarios (8”), Chancadores por Chancadores Primarios (8”), Chancadores Secundarios (3”) y Terciarios (<1/2”).Secundarios (3”) y Terciarios (<1/2”).
Luego, a través de molienda, el mineral es Luego, a través de molienda, el mineral es reducido en tamaño a valores del orden de 0,1 reducido en tamaño a valores del orden de 0,1 mm.mm.
ConminuciConminuciónón de Sulfuros de Sulfuros
1010EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Chancado Secundario
Chancado Primario
Chancado Terciario
Molienda Húmeda
Clasificación
0,5-2 % Cu
0,1 mm
12-13 mm
ConminuciConminuciónón de Sulfuros de Sulfuros
A Concentración
de Minerales
1111EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Concentración de Concentración de Minerales SulfuradosMinerales Sulfurados
ObjetivosObjetivos• Separar los compuestos sulfurados de Separar los compuestos sulfurados de
cobre de la ganga contenida en los cobre de la ganga contenida en los minerales.minerales.
• Proceso:Proceso:
La concentración de minerales de cobre, La concentración de minerales de cobre, mediante el proceso de flotación, permite mediante el proceso de flotación, permite a partir de un mineral con alrededor de 1 a partir de un mineral con alrededor de 1 a 2 % de cobre obtener un concentrado a 2 % de cobre obtener un concentrado de cobre de 20 a 30 % de Cu. de cobre de 20 a 30 % de Cu.
1212EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Celdas ScavengerCeldas Scavenger
MoliendaMolienda
Minerales <1 % CuMinerales <1 % Cu
Celdas PrimariasCeldas Primarias Celdas LimpiadorasCeldas Limpiadoras
Modificador pH
Colector
Espumante
3 % Cu3 % Cu 15-20 % Cu15-20 % Cu
10-12 % Cu10-12 % Cu
Colas <0,1 % CuColas <0,1 % Cu
ColectorColector
Espumante
Colector
Espumante
ConcentradoConcentrado
20-30 % Cu20-30 % Cu
Modificador pH CaO
Colectores Xantatos, ditiofosfatos
Espumantes Dowfroth, aceite de pino, MIBC
Depresores Na2S, NaHS
Colector
Proceso de Concentración MineralesProceso de Concentración Minerales
Minerales Sulfurados: Flotación de Cobre
1313
2ª
Concentrado Cu-MoConcentrado Cu-Mo
ROUGHER
1ª LIMPIEZA
SCAVENGER
3ª4ª
5ª
6ª LIMPIEZA
FiltroFiltro
MoSMoS22
Concentrado CuConcentrado Cu
LIXIVIACIÓN
Proceso de Concentración MineralesProceso de Concentración Minerales
Minerales Sulfurados: Flotación de Molibdeno
1414EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
CONVERTIDOR PEIRCE SMITH
...........
CONVERTIDOR TENIENTE
...............
HORNO ANODICO
SECADOR ROTATORIO
HORNO FLASH
RUEDA DE MOLDEO
ANODO
HORNO DE REVERBERO
TOSTACIÓN
SECADOR ROTATORIO
PROCESOS CONTINUOS Y/O EN
UNA ETAPA
CONCENTRADO DE MINERALES SULFURADOS + FUNDENTES
Procesamiento de Sulfuros de Cobre
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
1515EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivoObjetivoDescomponer químicamente los concentrados Descomponer químicamente los concentrados para obtener metal blanco. para obtener metal blanco.
• ProcesoProceso El proceso de fusión - conversión consiste El proceso de fusión - conversión consiste
principalmente en las siguientes etapas :principalmente en las siguientes etapas :– DescomposiciónDescomposición– FusiónFusión– OxidaciónOxidación– Formación de Metal BlancoFormación de Metal Blanco– Formación de EscoriaFormación de Escoria
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
1616EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Materias Primas:Materias Primas:
– Sólidos: Sólidos: Concentrado seco, sílice, circulante.Concentrado seco, sílice, circulante.
– Líquidos: Líquidos: PetróleoPetróleo
– Gases: Gases: Aire y oxígeno.Aire y oxígeno.
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
1717EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Principales Compuestos del Concentrado de Cobre:Principales Compuestos del Concentrado de Cobre:
MgOMgOMagnesitaMagnesita
AlAl22OO33AlAlúúminamina
CaOCaOCalcitaCalcita
SiOSiO22SSíílicelice
CuCu33AsSAsS44EnargitaEnargita
CuCu22OOCupritaCuprita
FeSFeS22PiritaPirita
CuCu22SSCalcosinaCalcosina
CuCu55FeSFeS44
CuSCuSCovelinaCovelina
CuFeSCuFeS22CalcopiritaCalcopirita
BornitaBornita
FFÓÓRMULA QURMULA QUÍÍMICAMICANOMBRENOMBRE
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
1818EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Productos:Productos:– Fase Metal Blanco: Solución líquida Fase Metal Blanco: Solución líquida
compuesta por una mezcla de súlfuros de compuesta por una mezcla de súlfuros de cobre y de hierro (Cucobre y de hierro (Cu22S y FeS). La S y FeS). La composición es de 62-75% Cucomposición es de 62-75% Cu
– Fase Escoria: Fase Escoria: La escoria de fusión está La escoria de fusión está formada por óxidos provenientes de la formada por óxidos provenientes de la carga y óxidos formados por la oxidación carga y óxidos formados por la oxidación durante el proceso. Está constituida durante el proceso. Está constituida principalmente por FeO, SiOprincipalmente por FeO, SiO22, Fe, Fe33OO44 , CaO, , CaO, AlAl22OO33, MgO., MgO.
– Fase Gaseosa: Formada básicamente por Fase Gaseosa: Formada básicamente por dióxido de azufre (SOdióxido de azufre (SO22), oxígeno (O), oxígeno (O22), ), nitrógeno (Nnitrógeno (N22) y vapor de agua (H) y vapor de agua (H22O)O)
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
1919EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ReaccionesReacciones de Descomposiciónde Descomposición
La calcopirita (CuFeSLa calcopirita (CuFeS22), se desdobla debido a ), se desdobla debido a la alta temperatura existente en el Horno de la alta temperatura existente en el Horno de Fusión-ConversiónFusión-Conversión
(1200 a 1250 °C).(1200 a 1250 °C).
AzufreAzufreSulfuro de Sulfuro de hierrohierro
CalcosinCalcosinaa
CalorCalorCalcopiritCalcopiritaa
+ + ½½ S S2(g)2(g)+ 2 FeS+ 2 FeS(S)(S)CuCu22SS(S)(S)+ + CalorCalor
2CuFeS2CuFeS22
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2020EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• DescomposiciónDescomposición
La covelina y la pirita se descomponen La covelina y la pirita se descomponen producto de la inestabilidad que presentan a producto de la inestabilidad que presentan a la temperatura de fusión. la temperatura de fusión.
AzufreAzufreCalcosinaCalcosinaCalorCalorCovelinaCovelina
+ + ½½ S S2 (g)2 (g)CuCu22SS(S)(S)+ + CalorCalor
2 CuS2 CuS
AzufreAzufre Sulfuro Sulfuro de Hierrode Hierro
CalorCalorPiritaPirita
+ + ½½ S S2(g)2(g)FeSFeS(S)(S)+ Calor+ CalorFeSFeS22
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2121EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• FusiónFusión
En términos generales la fusión es el paso de En términos generales la fusión es el paso de los compuestos en estado sólido a líquido los compuestos en estado sólido a líquido mediante el uso de calor:mediante el uso de calor:
Calcosina (lCalcosina (lííquida)quida)Calcosina (sCalcosina (sóólida)lida)
CuCu22SS(l)(l)++CalorCalor
CuCu22SS(S)(S)
Sulfuro de hierro Sulfuro de hierro (l(lííquido)quido)
Sulfuro de Sulfuro de hierro hierro (s(sóólido)lido)
FeS(l)FeS(l)FeS(s)FeS(s) ++CalorCalor
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2222EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• FusiónFusión
En forma análoga, los óxidos presentes en el En forma análoga, los óxidos presentes en el baño se funden pasando a la fase líquida. En baño se funden pasando a la fase líquida. En las reacciones siguientes se muestra en forma las reacciones siguientes se muestra en forma específica el cambio de estado de la sílice, y en específica el cambio de estado de la sílice, y en forma general la fusión de los demás óxidos forma general la fusión de los demás óxidos (óxido de calcio, de magnesio, de aluminio, (óxido de calcio, de magnesio, de aluminio, etc.).etc.).
Óxidos Óxidos (l)(l)+ Calor+ CalorÓxidos Óxidos (S)(S)
Sílice (líquida)Sílice (líquida)+ Calor+ CalorSílice (sólida)Sílice (sólida)
SiOSiO22 (l)(l)+ Calor+ CalorSiOSiO2(S)2(S)
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2323EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• OxidaciónOxidación
Las reacciones de oxidación que ocurren durante Las reacciones de oxidación que ocurren durante el proceso son exotérmicas (liberan calor), y el proceso son exotérmicas (liberan calor), y aportan la energía necesaria, principalmente para aportan la energía necesaria, principalmente para las etapas de descomposición y fusión. las etapas de descomposición y fusión.
La oxidación del sulfuro de hierro con aire, que se La oxidación del sulfuro de hierro con aire, que se caracteriza por ser una reacción altamente caracteriza por ser una reacción altamente exotérmica, produce fundamentalmente óxidos de exotérmica, produce fundamentalmente óxidos de
hierrohierro..
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2424EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Anhídrido Anhídrido sulfurososulfuroso
Óxido deÓxido dehierrohierro
OxígeOxíge
nono
Sulfuro deSulfuro dehierrohierro
+ SO2 + Calor+ SO2 + CalorFeOFeO+ 3/2 + 3/2 O2O2
FeSFeS
Anhídrido Anhídrido sulfurososulfuroso
MagnetitMagnetitaa
OxígeOxígenono
Sulfuro deSulfuro dehierrohierro
+ 3SO2 + + 3SO2 + CalorCalor
Fe3O4Fe3O4+ 5O2+ 5O23 FeS3 FeS
MagnetitMagnetitaa
Óxido de Óxido de hierrohierro
+ Calor+ CalorFe3O4Fe3O4+ ½ O2+ ½ O23 FeO3 FeO
• OxidaciónOxidación
Anhídrido Anhídrido sulfurososulfuroso
MagnetitMagnetitaa
Sulfuro deSulfuro dehierrohierro
+ + SO2 SO2
+ + 3Fe3O43Fe3O4
FeSFeS
Óxido deÓxido dehierrohierro
10FeO10FeO
OxígenOxígenoo
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2525EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Anhídrido sulfuroso
OxígenoAzufre
+ CalorSO2+ O2½ S2
Anhídrido sulfuroso
Óxido de cobre
OxígenoSulfuro de cobre
+ Calor+ SO2(g)Cu2O(l) + 3/2O2(g)Cu2 S(l)
Óxido de cobre
Cu2O(l)
Sulfuro deSulfuro dehierrohierro
+ FeS+ FeS
Sulfuro de cobre
Cu2 S(l)
ÓÓxido de xido de hierrohierro
+ FeO+ FeO
• OxidaciónOxidación (continuación) (continuación)
Proceso de Fusión-ConversiónProcesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2626EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Formación de metal blancoFormación de metal blanco
Una vez que los sulfuros de cobre y hierro Una vez que los sulfuros de cobre y hierro pasan a estado líquido, se mezclan entre sí pasan a estado líquido, se mezclan entre sí formando la fase de metal blanco. formando la fase de metal blanco.
Esta fase sulfurada es más densa que los Esta fase sulfurada es más densa que los óxidos silicatados presentes e inmiscibles en óxidos silicatados presentes e inmiscibles en ellos, lo que permite la separación de sulfuros ellos, lo que permite la separación de sulfuros y óxidosy óxidos::
Metal blancoMetal blancoSulfuro de hierro Sulfuro de hierro (l)(l)
Sulfuro de cobre (l)Sulfuro de cobre (l)
CuCu22 S S(l)(l) * FeS * FeS(l)(l)+ FeS+ FeS(l)(l)CuCu22 S S(l)(l)
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos Procesos PirometalúrgicosPirometalúrgicos
2727EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EscorificaciónEscorificación
• Los óxidos presentes en la fase líquida se Los óxidos presentes en la fase líquida se combinan con la sílice formando la fase combinan con la sílice formando la fase escoria. escoria.
• Esta fase es inmiscible con el metal blanco. Esta fase es inmiscible con el metal blanco.
• La escoria posee menor densidad que el metal La escoria posee menor densidad que el metal blanco y se acumula en la zona superior del blanco y se acumula en la zona superior del baño líquido. baño líquido.
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2828EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EscorificaciEscorificacióónn
DisoluciDisolucióón del n del óóxido de xido de aluminio aluminio
en la fase escoriaen la fase escoria
SSííliceliceAlAlúúminamina2Al2Al22OO33 * 3SiO * 3SiO22+ +
3SiO3SiO22
2Al2O32Al2O3
DisoluciDisolucióón del n del óóxido de xido de magnesio magnesio
en la fase escoriaen la fase escoria
SSííliceliceMagnesitaMagnesita2 MgO * SiO2 MgO * SiO2 2
(Mg(Mg22SiOSiO44))+ SiO+ SiO222 MgO2 MgO
DisoluciDisolucióón del n del óóxido de calcio xido de calcio en en
la fase escoriala fase escoria
SSííliceliceCalcitaCalcitaCaO * SiOCaO * SiO2 2 (CaSiO (CaSiO33))+ SiO+ SiO22CaOCaO
FayalitaFayalita SSííliceliceÓÓxido dexido dehierrohierro
2 FeO * SiO2 FeO * SiO22 (Fe (Fe22SiOSiO44))+ SiO+ SiO222 FeO2 FeO
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
2929EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EquiposEquipos
– Convertidor TenienteConvertidor Teniente
– Horno FlashHorno Flash
– Reactor NorandaReactor Noranda
Proceso de Fusión-Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
3030EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Convertidor Teniente Convertidor Teniente ALIMENTACIÓN DE SÓLIDOS Y SÍLICE GASES
CONCENTRADO SECO
METAL BLANCO A CONVERTIDORES PS
ESCORIA A HORNOS LIMPIEZA DE ESCORIA
Escoria
TOBERAS DE INYECCIÓN
Aire y Oxígeno
73-75 % Cu 7-8 % Cu
Proceso de Fusión-Conversión
3131EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
3232EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
GASES DE SALIDA
ESCORIA METAL BLANCO
METAL BLANCO 62-65% DE COBRE
CAMARA DE REACCION
QUEMADOR DE CONCENTRADO
AIRE PRECALENTADO ENRIQUECIDO CON OXIGENO
CONCENTRADO SECO Y FUNDENTE
PETROLEO
Horno FlashHorno Flash Proceso de Fusión-Conversión
3333EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Quemador Horno FlashQuemador Horno Flash Proceso de Fusión-Conversión
3434EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Quemador Horno FlashQuemador Horno Flash Proceso de Fusión-Conversión
3535EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Reactor NorandaReactor Noranda ALIMENTACIÓN DE SÓLIDOS Y SÍLICE GASES
CONCENTRADO SECO
METAL BLANCO A CPS
Escoria
TOBERAS DE INYECCIÓN
Aire y Oxígeno
ESCORIA A FLOTACIÓN
Proceso de Fusión-Conversión
3636EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivoObjetivo
Producir cobre blister a partir de metal Producir cobre blister a partir de metal blanco.blanco.
• Proceso de Conversión de SulfurosProceso de Conversión de Sulfuros
El proceso de conversión consiste primero en El proceso de conversión consiste primero en oxidar el sulfuro de hierro aún presente en el oxidar el sulfuro de hierro aún presente en el metal blanco y luego oxidar el sulfuro de metal blanco y luego oxidar el sulfuro de cobre, obteniéndose Cobre metálico como cobre, obteniéndose Cobre metálico como producto.producto.
Proceso de Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
3737EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
AnhAnhíídrido drido sulfurososulfuroso
ÓÓxido de xido de hierrohierro
OxOxíígenogenoSulfuro de Sulfuro de hierrohierro
+ SO2 + + SO2 + CalorCalor
FeOFeO+ 3/2 + 3/2 O2O2
FeSFeS
AnhAnhíídrido sulfurosodrido sulfurosoMagnetitMagnetitaa
OxOxíígenogenoSulfuro de Sulfuro de hierrohierro
+ 3SO2 + + 3SO2 + CalorCalor
Fe3O4Fe3O4+ 5O2+ 5O23 FeS3 FeS
CalorCalorMagnetitMagnetitaa
ÓÓxido de hierro xido de hierro OxOxíígenogeno
+ Calor+ CalorFe3O4Fe3O4+ + ½½ O2 O23 FeO3 FeO
FayalitaFayalita+ S+ SííliceliceÓÓxido de xido de hierrohierro
2 FeO * SiO2 FeO * SiO22 (Fe (Fe22SiOSiO44))+ SiO+ SiO222 FeO2 FeO
• OxidaciOxidacióón Ferrn Ferrííticatica
• EscorificaciEscorificacióónn
Proceso de Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
3838EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Soplado de CobreSoplado de Cobre
Anhídridosulfuroso
Cobre blister
OxígenoSulfuro de cobre
+ Calor+ SO2(g)2Cu(l) + O2(g)Cu2 S(l)
Anhídridosulfuroso
Cobre blister
Óxido de cobre
Sulfuro de cobre
+ Calor+ SO2(g)6Cu(l) + 2Cu2OCu2 S(l)
Anhídridosulfuroso
Óxido de Cobre
OxígenoSulfuro de cobre
+ Calor+ SO2(g)Cu2O + 3/2O2(g)Cu2 S(l)
Proceso de Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
3939EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EquiposEquipos
– Convertidor Peirce-SmithConvertidor Peirce-Smith
– Convertidor FlashConvertidor Flash
Proceso de Conversión
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
4040EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
EJE DESDE FUSION:- CONVERTIDOR TENIENTE - HORNO FLASH
GASES
AIREENRIQUECIDO
ESCORIA CIRCULANTE
QUEMADOR AIRE - OX-COMBUSTIBLE
COBRE BLISTER A HORNOS DE ANODOS
Convertidor Peirce SmithConvertidor Peirce Smith
COBRE CON0,02 % S0,50 % O2
Proceso de Conversión
4141EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Convertidor FlashConvertidor Flash
AIRE SO2 + OTROS GASES
COBRE BLISTER
ESCORIA
FUNDENTE CaO
COMBUSTIBLE
Proceso de Conversión
4242EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Refinación de CobreRefinación de Cobre
El objetivo de la refinación es disminuir el El objetivo de la refinación es disminuir el azufre y oxígeno presente en el cobre líquido azufre y oxígeno presente en el cobre líquido a valores de 0,002% de azufre y 0,15% de a valores de 0,002% de azufre y 0,15% de oxígeno.oxígeno.
• ProcesoProceso
El proceso consiste en una primera etapa en El proceso consiste en una primera etapa en eliminar el azufre por oxidación con aire y eliminar el azufre por oxidación con aire y luego eliminar el oxígeno disuelto en el líquido luego eliminar el oxígeno disuelto en el líquido mediante inyección de combustibles al baño.mediante inyección de combustibles al baño.
Proceso de Refinación a Fuego
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
4343EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Etapa de Etapa de DesulfurizaciDesulfurizacióónn
• Etapa de ReducciEtapa de Reduccióón n
Anhídrido sulfuroso
OxígenoAzufre en cobre blister
SO2(g) + O2(g) SX (Cu)
Óxido de Cobre
OxígenoCobre blister
Cu2O (l) + O2(g)Cu (l)
Anhídrido carbónico
Oxido de Cobre
+ XCO2(g)Cu2O (l) + CXHY (g)
Hidrocarburo
2Cu(l)
Cobre anódico
+ (Y/2) H2O(g)
Agua Oxígeno
+ ZO2(g)
Proceso de Refinación a Fuego
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
4444EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EquiposEquipos
– Horno Rotatorio de Refino a FuegoHorno Rotatorio de Refino a Fuego
– Horno ReverberoHorno Reverbero
Proceso de Refinación a Fuego
Procesos Procesos PirometalúrgicosPirometalúrgicos
4545EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
BLISTER DESDE CONVERSION:-CONVERTIDOR PEIRCE SMITH-COVERTIDOR FLASH
GASES
A RUEDA DE MOLDEO
ANODOS
Horno de Refino a FuegoHorno de Refino a Fuego
AIRE COMBUSTIBLE
Proceso de Refinación a Fuego
4646EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Proceso de Moldeo de ÁnodosProceso de Moldeo de Ánodos
Proceso de Refinación a Fuego
4747EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Proceso de Moldeo de ÁnodosProceso de Moldeo de Ánodos
Proceso de Refinación a Fuego
4848EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Limpieza de EscoriaLimpieza de Escoria
El objetivo de este proceso esEl objetivo de este proceso es recuperar el recuperar el cobre contenido en la escoria. cobre contenido en la escoria.
Las escorias enviadas a botadero deben Las escorias enviadas a botadero deben contener valores menores a 1% de Cobre.contener valores menores a 1% de Cobre.
• ProcesoProceso
El proceso consiste básicamente en reducir el El proceso consiste básicamente en reducir el nivel de magnetita de la escoria, lo que nivel de magnetita de la escoria, lo que permite disminuir la viscosidad y decantar el permite disminuir la viscosidad y decantar el metal blanco atrapado en la escoria. metal blanco atrapado en la escoria.
Además, parte del cobre oxidado se puede Además, parte del cobre oxidado se puede reducir a cobre metálico, el cual decanta al reducir a cobre metálico, el cual decanta al fondo del horno. fondo del horno.
Proceso de Limpieza de Escoria
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
4949EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ReducciReduccióón de n de MagnetitaMagnetita
MagnetitMagnetitaa
Fe3O4Fe3O4 Óxido de hierro
3FeO(l)
FayalitaFayalita SSííliceliceÓÓxido de xido de hierrohierro
2 FeO * SiO2 FeO * SiO22 (Fe (Fe22SiOSiO44))+ + SiOSiO22
2 FeO2 FeO
• EscorificaciEscorificacióónn
CXHY (g) XCO(g) + (Y/2) H2(g)
Oxígeno
+ (X/2)O2(g)
+ CO(g) Monóxido de carbono
HidrocarbuHidrocarburoro
Hidrógeno
MagnetitMagnetitaa
Fe3O4Fe3O4 + H2O(g)
Agua
+ H2(g)
Anhídrido carbónico
+ CO2(g)
Monóxido de carbono
Hidrógeno
3FeO(l)
Óxido de hierro
Proceso de Limpieza de Escoria en HLE
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5050EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ReducciReduccióón de n de MagnetitaMagnetita
MagnetitMagnetitaa
Fe3O4Fe3O4 Óxido de hierro
3FeO(l)
FayalitaFayalita SSííliceliceÓÓxido de xido de hierrohierro
2 FeO * SiO2 FeO * SiO22
(Fe(Fe22SiOSiO44)) + +
SiOSiO22
2 FeO2 FeO
• EscorificaciEscorificacióónn
XC (s) XCO(g)
Oxígeno
+ (X/2)O2(g)
+ CO(g) Monóxido de carbono
CarbCarbóónn
MagnetitMagnetitaa
Fe3O4Fe3O4 + CO
Anhídrido carbónico
+ CO2(g)
Monóxido de carbono
3FeO(l)
Óxido de hierro
+ C (s)
CarbCarbóónn Monóxido de carbono
Proceso de Limpieza de Escoria en HELE
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5151EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• EquiposEquipos
– Horno de Limpieza de Escoria, HLEHorno de Limpieza de Escoria, HLE
– Horno Eléctrico, HELEHorno Eléctrico, HELE
Proceso de Limpieza de Escoria
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5252EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
ESCORIA DESDE FUSION:- CONVERTIDOR TENIENTE - HORNO FLASH
GASES
MATA ACONVERTIDORES
PIERCE SMITH
REDUCTOR
AIRE
ESCORIA A BOTADERO
QUEMADOR AIRE - OX-COMBUSTIBLE
Horno Limpieza de EscoriaHorno Limpieza de Escoria Proceso de Limpieza de Escoria
5353EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
ESCORIA DESDE FUSION:- CONVERTIDOR TENIENTE - HORNO FLASH
GASES
MATA ACONVERTIDORES
PEIRCE SMITH ESCORIA A BOTADERO
Horno EléctricoHorno Eléctrico
ELECTRODOS
CARGA FRÍA
Proceso de Limpieza de Escoria
5454EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Escoria a BotaderoEscoria a Botadero
5555EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
AIREESCORIA A BOTADERO< 0.85 % Cu
METAL BLANCO 72~75 % Cu
AIRE +CARBÓN
SECADORLECHO
FLUIDIZADO (2)
0,2 % HUMEDAD
CONCENTRADODE COBRE
COBRE BLISTER 99.3 % Cu
ESCORIA 6- 8 % Cu
GAS 10~12 % SO2
PLANTA ACIDOSULPURICO
METAL BLANCO 75 % Cu
ANODOS99,7 % Cu
CONVERTIDORTENIENTE (2)
CONVERTIDORP.S. (4)
HORNOANODICO (2)
HORNORAF (3)
HORNOLIMPIEZA (4)
RUEDA MOLDEOANODOS
(1)
COBRE RAF99.9 % Cu
RUEDA MOLDEORAF(2)
PLANTA OXÍGENO
Procesos de Fundición (El Teniente)
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5656EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
CONCENTRADO
DE COBREHORNO FLASH
C. P. S.
HORNO DE REFINO
SECADO
Gases
Metal Bajo
Metal Blanco
Cobre Bliste
r
PLANTA DE ACIDO
ÁNODOS
H.L.E.
Escoria Botadero
RUEDA DE MOLDEO
Escoria
PLANTA DE OXIGENO
Procesos de Fundición (Chagres)
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5757EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
MEZCLAS DE CONCENTRADO CONVERTIDOR
TENIENTE
C. P. S.
HORNO DE REFINOREFINERIA ELECTROLITICA
SECADO
Gases
METALES NOBLES
Metal Bajo
Metal Blanco
Cobre Bliste
r
PLANTA DE ACIDO
ÁNODOS
Escoria Botadero
RUEDA DE MOLDEO
Escoria
CÁTODOS
PLANTA DE OXIGENO
HORNO ELECTRICO
Proceso de Fundición y Refinería (Ventanas)
Procesos PirometalúrgicosProcesos Pirometalúrgicos
5858EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivosObjetivosProducir cobre de 99,99 + % de pureza a Producir cobre de 99,99 + % de pureza a partir de ánodos producidos en los Procesos partir de ánodos producidos en los Procesos Pirometalúrgicos de Fundición.Pirometalúrgicos de Fundición.
• ProcesoProcesoEl Proceso de Electrorefinación de Cobre, El Proceso de Electrorefinación de Cobre, consiste en disolver, en una solución acuosa consiste en disolver, en una solución acuosa de sulfato de cobre (electrolito), el cobre de sulfato de cobre (electrolito), el cobre impuro contenido en los ánodos y depositar impuro contenido en los ánodos y depositar sobre cátodos, mediante la aplicación de sobre cátodos, mediante la aplicación de energía eléctrica, cobre de alta pureza.energía eléctrica, cobre de alta pureza.
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectrorefinación de Cobre
5959EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Disolución Electroquímica de los ánodosDisolución Electroquímica de los ánodos
Cu°Cu°ánodo ánodo Cu Cu+2 +2 + 2e+ 2e εredred = + 0,337 = + 0,337
VV
• Depositación de cobre en el cátodoDepositación de cobre en el cátodo
CuCu+2 +2 + 2e + 2e Cu° Cu°cátodo cátodo εoxidoxid = - 0,337 V = - 0,337 V
• Potencial Teórico de CeldaPotencial Teórico de Celda
εε°°celdacelda = (+ 0,337) + (- 0,337) = 0,0 Volt = (+ 0,337) + (- 0,337) = 0,0 Volt
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectrorefinación de Cobre
6060EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Cu+2 Cu+2
ANODO Cu ANODO CuCATODO
Cu° Cu°ElectrolitoCu+2
H2SO4
H2O
barro anódico
Barro anódico:Au, Ag, Pt, Se, Te
Entrada Electrolito
Salida Electrolito
barro anódico
+ +-
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectrorefinación de Cobre
6161EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
PRODUCTO FINAL: CÁTODOS DE COBRE ELECTROLÍTICOPUREZA: 99,99% Cu
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectrorefinación de Cobre
6262EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
TELUROELECTROL.
DESELENIZACION FUSION DE CALCINA
METAL DORE
ELECTROLISIS DE PLATA
FUSION CRISTALESDE PLATA
LIXIV. BARRO AURIFERO
FUSION DE BARROAURIFERO
ELECTROLISIS DE ORO
FUSION CATODOSDE ORO
ESCORIA DEOXIDACION
PLANTA DETELURO
CONCENTRADOPALADIO/PLATINO
BARRA DE ORO99,99 % Au
GRANALLA DE PLATA99,99 % Ag
DIAGRAMA PLANTA DE METALES NOBLES
ANODODE ORO
BARRO ANODICO CRUDO+ ELECTROLITO
DECANTACION
LIXIVIACION DEBARRO ANODICO FILTRACION
SELENIO
ELECTROLITOA REFINERIA
LIXIVIADO
A PTA . SULFATO
TELUROELECTROL.
DESELENIZACION FUSION DE CALCINA
METAL DORE
ELECTROLISIS DE PLATA
FUSION CRISTALESDE PLATA
LIXIV. BARRO AURIFERO
FUSION DE BARROAURIFERO
ELECTROLISIS DE ORO
FUSION CATODOSDE ORO
ESCORIA DEOXIDACION
PLANTA DETELURO
PLANTA DETELURO
CONCENTRADOPALADIO/PLATINO
BARRA DE ORO99,99 % Au
GRANALLA DE PLATA99,99 % Ag
DIAGRAMA PLANTA DE METALES NOBLES
ANODODE ORO
BARRO ANODICO CRUDO+ ELECTROLITO
DECANTACION
LIXIVIACION DEBARRO ANODICO FILTRACION
SELENIO
ELECTROLITOA REFINERIA
LIXIVIADO
A PTA . SULFATO
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos Electrometalúrgicos
6363EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivosObjetivos
Disminuir el tamaño de las rocas Disminuir el tamaño de las rocas mineralizadas, adecuándola a los mineralizadas, adecuándola a los requerimientos de tamaño del proceso de requerimientos de tamaño del proceso de lixiviación.lixiviación.
• ProcesoProceso
El material extraído pasa secuencialmente El material extraído pasa secuencialmente por Chancadores Primarios (8”) y por Chancadores Primarios (8”) y Chancadores Secundarios (Chancadores Secundarios (tamaño mayor a tamaño mayor a ½”)½”)..
ConminuciConminuciónón de Óxidos de Óxidos
6464EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
ChancadoPrimario
ChancadoSecundario
Tamaño: 1,2 cm
ConminuciConminuciónón de Óxidos de Óxidos
6565EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivosObjetivos
Disolver el cobre contenido en los minerales Disolver el cobre contenido en los minerales oxidados, mediante tratamiento de los sólidos oxidados, mediante tratamiento de los sólidos con soluciones de ácido sulfúrico, proceso con soluciones de ácido sulfúrico, proceso conocido como Lixiviación.conocido como Lixiviación.
Purificar las soluciones de sulfato de cobre, Purificar las soluciones de sulfato de cobre, mediante Extracción por Solvente.mediante Extracción por Solvente.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos Hidrometalúrgicos
6666EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Proceso
El proceso de lixiviación se aplica principalmente a minerales de cobre oxidados, a óxidos y sulfuros de baja ley.
El proceso de lixiviación consiste en la disolución química de parte de la materia prima tratada para formar una solución que contenga el metal que se desea recuperar.
La lixiviación disuelve elementos deseados y también algunos no deseados, dejando un residuo insoluble.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación
6767EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Esquema de Lixiviación Típica de Minerales Oxidados
ELECTROOBTENCIÓNCÁTODOS
EXTRACCIÓN POR
SOLVENTES
EXTRACCIÓN
REEXTRACCIÓN
LIXIVIACIÓN
ÓXIDOS DE COBRE
REFINADO
Procesos HidrometalúrgicosProcesos Hidrometalúrgicos
PILAS DE LIXIVIACIÓN
6868EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Factores técnicos y económicos en el Factores técnicos y económicos en el análisis de un proyecto de lixiviación:análisis de un proyecto de lixiviación:
–Ley de la especie de interés a recuperarLey de la especie de interés a recuperar–Reservas de mineralReservas de mineral–Caracterización mineralógica y geológicaCaracterización mineralógica y geológica–Consumo de agente lixivianteConsumo de agente lixiviante–Capacidad de procesamientoCapacidad de procesamiento–Costos de operación y de capitalCostos de operación y de capital–Rentabilidad económicaRentabilidad económica
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación
6969EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• El medio de lixiviación para minerales de El medio de lixiviación para minerales de cobre es normalmente una solución acuosa de cobre es normalmente una solución acuosa de ácido sulfúrico.ácido sulfúrico.
• El amoníaco y el ácido clorhídrico se usan en El amoníaco y el ácido clorhídrico se usan en dos o tres casos para minerales sulfurados, dos o tres casos para minerales sulfurados, sulfuros de Ni-Cu y también han sido sulfuros de Ni-Cu y también han sido propuestos para concentrados de sulfuro de propuestos para concentrados de sulfuro de cobre.cobre.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación
7070EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Minerales y ReactivosMinerales y Reactivos
– Las ventajas principales del ácido sulfúrico son Las ventajas principales del ácido sulfúrico son su bajo costo y su acción rápida sobre los su bajo costo y su acción rápida sobre los minerales de cobre que contienen oxígeno.minerales de cobre que contienen oxígeno.
– Además, el ácido es en parte regenerado Además, el ácido es en parte regenerado cuando se lixivian minerales de sulfato o cuando se lixivian minerales de sulfato o sulfuro.sulfuro.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos Hidrometalúrgicos
Lixiviación
7171EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
– Los minerales de cobre que contienen oxígeno Los minerales de cobre que contienen oxígeno son muy solubles en ácido sulfúrico diluido.son muy solubles en ácido sulfúrico diluido.
– Los factores que favorecen la lixiviación son la Los factores que favorecen la lixiviación son la alta concentración de ácido (hasta 150 kg alta concentración de ácido (hasta 150 kg HH22SOSO44/m/m33), temperaturas elevadas (hasta 60ºC) ), temperaturas elevadas (hasta 60ºC) y grandes áreas de contacto.y grandes áreas de contacto.
– Reacción general:Reacción general:
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación de Óxidos
7272EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
– Los minerales sulfurados de cobre son Los minerales sulfurados de cobre son prácticamente insolubles en ácido sulfúrico, a prácticamente insolubles en ácido sulfúrico, a menos que se tengan condiciones oxidantes. Aun menos que se tengan condiciones oxidantes. Aun así, las reacciones de lixiviación tienden a ser así, las reacciones de lixiviación tienden a ser lentas.lentas.
– La disolución de los sulfuros metálicos ocurre en La disolución de los sulfuros metálicos ocurre en presencia de agentes oxidantes, tales como Fepresencia de agentes oxidantes, tales como Fe+3+3 y/o Oy/o O22..
– Reacción general:Reacción general:
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación de Sulfuros
MS + Oxid M+m + SO4-2
7373EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
El problema de las emisiones de SO2 de las El problema de las emisiones de SO2 de las fundiciones ha dado considerable impulso al fundiciones ha dado considerable impulso al estudio de técnicas hidrometalúrgicas para el estudio de técnicas hidrometalúrgicas para el tratamiento de sulfuros, mediante tratamiento de sulfuros, mediante Biolixiviación. Biolixiviación.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosLixiviación de Sulfuros
bacterias
MS + Oxid M+m + SO4-2
7474EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Lixiviación de lechos fijoLixiviación de lechos fijo• in situin situ• en botaderosen botaderos• en pilasen pilas• en bateasen bateas
Lixiviación de pulpasLixiviación de pulpas• por agitaciónpor agitación• en autoclaveen autoclave
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
7575EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Lixiviación en pilas
Solución de lixiviación
Cementación con chatarra de fierro Extracción por solvente
Electroobtención
Electrolito
Lixiviación en cubas
Concentrados de óxidos
Flotación
Lixiviación por agitación
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
7676EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ObjetivoObjetivo
Capturar selectivamente los iones CuCapturar selectivamente los iones Cu+2+2 desde una solución de baja concentración desde una solución de baja concentración impura y liberarlos en una solución de alta impura y liberarlos en una solución de alta acidez, obteniéndose una solución de mayor acidez, obteniéndose una solución de mayor concentración de cobre con menores concentración de cobre con menores impurezas (electrolito).impurezas (electrolito).
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente
7777EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• ProcesoProceso
El proceso SX es altamente selectivo. La El proceso SX es altamente selectivo. La solución acuosa es puesta en contacto con solución acuosa es puesta en contacto con un orgánico capaz de extraer desde ella el un orgánico capaz de extraer desde ella el cobre que contiene.cobre que contiene.
En un paso siguiente el cobre es reextraído En un paso siguiente el cobre es reextraído desde el orgánico, obteniéndose una desde el orgánico, obteniéndose una solución de sulfato de cobre de alta pureza.solución de sulfato de cobre de alta pureza.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente
7878EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Reacción de extracciónReacción de extracción
• Reacción de Reacción de reextracciónreextracción
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente
7979EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Cu+2 + Cu
RI
-C- II I
O NOH
N II-C-
O I
IR
O H+ 2H+
Mecanismo de Mecanismo de QuelaciónQuelación
RI
-C- II I
HO NOH
2
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente
8080EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Orgánico descargado
Refinado a etapa de Lixiviación
Orgánico cargado
Solución de Lixiviación
AcOr
Mezclador - decantador
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente: Proceso de Extracción
8181EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Orgánico cargado
Electrolito de alta concentración de cobre a Electroobtención
Orgánico descargado
Electrolito de baja concentración de cobre
AcOr
Mezclador - decantador
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosExtracción por Solvente: Proceso de Reextracción
8282EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectro-obtención de Cobre
• ObjetivosObjetivosProducir cobre de 99,99 + % de pureza a Producir cobre de 99,99 + % de pureza a partir del electrolito de sulfato de cobre partir del electrolito de sulfato de cobre proveniente de la etapa SX.proveniente de la etapa SX.
• ProcesoProcesoEl Proceso de Electroobtención de Cobre, El Proceso de Electroobtención de Cobre, consiste en depositar el cobre disuelto en la consiste en depositar el cobre disuelto en la solución acuosa de sulfato de cobre solución acuosa de sulfato de cobre (electrolito) sobre cátodos, mediante la (electrolito) sobre cátodos, mediante la aplicación de energía eléctrica.aplicación de energía eléctrica.
8383EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• En el cátodo ocurre la reducción de los iones En el cátodo ocurre la reducción de los iones cúpricos a cobre metálico.cúpricos a cobre metálico.
CuCu+2+2 + 2e + 2e-- Cu° Cu° εredred = + 0,337 V = + 0,337 V
• En el ánodo ocurre la oxidación de descomposición En el ánodo ocurre la oxidación de descomposición de agua.de agua.
HH22O O 1/2O 1/2O22 + 2H + 2H++ + 2e + 2e-- εoxidoxid = - 1,229 = - 1,229
VV
εε°°celdacelda = (+0,337) + (-1,229) = - 0,892 Volt = (+0,337) + (-1,229) = - 0,892 Volt
• Un potencial de celda negativo significa que al Un potencial de celda negativo significa que al sistema debe suministrarse energía eléctrica desde sistema debe suministrarse energía eléctrica desde una fuente externa para que ocurra.una fuente externa para que ocurra.
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectro-obtención de Cobre
8484EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
Cu+2Cu+2
ANODO Pb ANODO PbCATODO
Cu° Cu°
ElectrolitoCu+2
H2SO4
H2O
O2 gasO2 gas
Electrolito de alta concentración de cobre
Electrolito de baja concentración de cobre
+-
+
Procesos ElectrometalúrgicosProcesos ElectrometalúrgicosElectro-obtención de Cobre
8585EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• LixiviaciónLixiviación In Situ In Situ
– Este tipo de técnica se refiere a la lixiviación Este tipo de técnica se refiere a la lixiviación de residuos fragmentados dejados en minas de residuos fragmentados dejados en minas abandonadas o a la aplicación de soluciones abandonadas o a la aplicación de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado.directamente a un cuerpo mineralizado.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
8686EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Lixiviación en BotaderosLixiviación en Botaderos– Consiste en lixiviar desmontes o sobrecarga de minas Consiste en lixiviar desmontes o sobrecarga de minas
de tajo abierto, los que, debido a sus bajas leyes, no de tajo abierto, los que, debido a sus bajas leyes, no pueden ser tratados por métodos convencionales. pueden ser tratados por métodos convencionales.
– Este material es depositado sobre superficies Este material es depositado sobre superficies impermeables y las soluciones percolan a través del impermeables y las soluciones percolan a través del lecho por gravedad. lecho por gravedad.
– Normalmente son de grandes dimensiones, requiere Normalmente son de grandes dimensiones, requiere poca inversión y es económico de operar, pero la poca inversión y es económico de operar, pero la recuperación es baja (40-60% Cu) y necesita tiempos recuperación es baja (40-60% Cu) y necesita tiempos largos para extraer todo el metal.largos para extraer todo el metal.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
8787EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Lixiviación en pilasLixiviación en pilas
– La lixiviación en pila es una lixiviación por La lixiviación en pila es una lixiviación por percolación del mineral acopiado sobre percolación del mineral acopiado sobre una superficie impermeable, preparada una superficie impermeable, preparada para colectar las soluciones.para colectar las soluciones.
– Se diferencia de la lixiviación en botaderos Se diferencia de la lixiviación en botaderos en que se emplea mineral extraído de la en que se emplea mineral extraído de la mina o procesado previamente, en vez de mina o procesado previamente, en vez de materiales de sobrecarga.materiales de sobrecarga.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
8888EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes
• Lixiviación por Agitación de Minerales Lixiviación por Agitación de Minerales OxidadosOxidados
– La lixiviación por agitación es una lixiviación La lixiviación por agitación es una lixiviación rápida de partículas finas (normalmente 90% rápida de partículas finas (normalmente 90% - 75 - 75 m) en soluciones concentradas de ácido. m) en soluciones concentradas de ácido. La lixiviación por agitación toma de 2 a 5 h.La lixiviación por agitación toma de 2 a 5 h.
Procesos HidrometalúrgicosProcesos HidrometalúrgicosSistemas de Lixiviación
8989EIQ_441 Andrea FredesEIQ_441 Andrea Fredes