MINERAL

• Sólido de estructura homogénea formado de manera natural por procesos inorgánicos, con una composición química definida y un arreglo atómico ordenado.

• Sustancia inorgánica formada naturalmente con valor económico que es extraída de la tierra.

• En la tierra hay cerca de 3000 tipos de minerales.• Los minerales están constituidos por un solo

elemento químico o una combinación de elementos químicos.

• Los minerales se clasifican en 8 categorías.

CLASIFICACION DE LOS MINERALES• Los minerales pueden presentar:

– Isomorfismo: Sustitución de átomos de un elemento por otro similar en la estructura cristalina sin afectar estructura atómica. Ej: pirita (FeS2) y chalcopirita (CuFeS2)

– Polimorfismo: Diferencias en la estructura cristalina y por lo tanto en las propiedades físicas pero con la misma composición química. Esfalerita (ZnS) y Blenda (ZnS)

CLASIFICACION DE LOS MINERALES1) Elementos nativos: cobre, plata, oro, hierro,

grafito, diamante.2) Sulfuros: esfalerita, calcopirita, galena, pirita.3) Haluros: halita, fluorita.4) Óxidos-hidróxidos: corindón, hematita.5) Nitratos-carbonatos-boratos: calcita, dolomita,

malaquita, azurita.6) Sulfatos-cromatos-molibdatos: celestina,

baritina, yeso.7) Fosfatos-arsenatos-vanadatos: apatita, turquesa8) Silicatos: topacio, jadeíta, talco, mica, zeolitas.

MENA METALICA• Agregado o asociación de minerales de interés y

gangas. Debe ser beneficiable por su importancia geológica y económica.

• A partir de los minerales de interés se pueden extraer uno o más metales valiosos.

• Gangas son minerales que no contienen el metal o metales valiosos. Se desechan en los distintos procesos a los que se somete el mineral.

Mena metálicaMinerales de interés

Gangas

Metal valioso

MENA METALICA

• El procesamiento o beneficio de una mena metálica depende de varios factores:– Cantidad de metal existente (Reservas).– Contenido metálico presente (Ley metálica).– Precio del metal.– Costo de extracción.– Costo de procesamiento.– Costo de transporte.– Emplazamiento geográfico del yacimiento.– Composición de la ganga.

YACIMIENTO MINERAL

• Acumulación natural de una o más sustancias útiles que en su mayoría están distribuidas escasamente en la corteza exterior de la tierra.

• Formados por procesos geológicos.• Pueden ser metálicos y no metálicos.• Los elementos de los yacimientos provienen de

las rocas de la corteza exterior o bien de masas fundidas (magma) que se enfriaron y formaron las rocas ígneas.

• De 116 elementos conocidos solo 8 están en la corteza en cantidades mayores a 1%.

YACIMIENTO MINERALLos yacimientos se clasifican segó su forma:• Cuerpos, clavos o bolsones por impregnaciones

o diseminaciones, reemplazo metasomático o por segregación. Ej: Toquepala, Cuajone, Cerro Verde, Tintaya, Marcona, Yanacocha, Laguna Norte, Cerro de Pasco.

• Relleno de fracturas o vetas, o de unidades litológicas interceptadas por fracturas (mantos) y rocas intrusivas o extrusivas con sus respectivas cajas. Ej: Arcata, Ares, Orcopampa, Shila, Paula, Caylloma, Uchucchacua, Atacocha, El Porvenir, Yauliyacu, Iscaycruz.

DISTRIBUCIÓN DE MINERALES DE COBRE EN LA CORTEZA

Minerales Sulfurados de Cobre

Acarreo y Transporte

Etapas de la Trituración de Minerales

Tamizado

Chancado Secundario

Chancado Terciario

Tamizado

Tamizado

Mineral de Mina

Mineral Triturado

Chancado Primario

Mineral rechazado por el tamiz

Tamaño mayor a la abertura

Mineral rechazado por el tamiz

Tamaño mayor a la abertura

Mineral que pasa el tamiz de barras

paralelasTamaño menor a la abertura del grizzly

Etapas de la Reducción de Tamaño

Etapa Sub-etapa

Tamaño Consumoenergía

(KWh/t)Alimentación Producto

Primario 120 cm 40 cm 0,3 – 0,4

Chancado Secundario 40 cm 12 cm 0,3 - 2

Terciario 12 cm 3 cm 0,4 – 3

Primaria 30 mm 4 mm 3 – 6

Molienda Secundaria 4 mm 0,3 mm 4 – 10

Terciaria 300 μm 20 μm 10 - 30

TRITURACION PRIMARIA

• Primera etapa de reducción de tamaño.• Se alimenta el mineral extraído de la mina.• El tamaño inicial del mineral depende del tipo de

minado, transporte y escala de la explotación.• Los factores más importantes para seleccionar la

trituradora primaria son:– Tamaño de la alimentación.– La capacidad de procesamiento (TM/h).

• Se usan máquinas llamadas trituradoras que producen altas compresiones a baja velocidad.

• Las trituradoras operan en circuito abierto.

Alimentación a la Chancadora Primaria

TRITURACION PRIMARIA• La etapa primaria de la trituración de minerales se

realiza principalmente dos clases de trituradoras:– Chancadora de mandíbulas o quijadas: Posee una mandíbula fija y una móvil. Existen dos tipos principales:

• Dodge.• Blake.

– Chancadora giratoria: Posee una pieza tronco-cónica móvil y un

recipiente fijo.

CHANCADORA DE MANDÍBULAS • También llamada trituradora de quijadas.• Están formadas por dos mandíbulas dispuestas

una enfrente de la otra en forma de V.• Una mandíbula es fija y la otra es móvil.• Las mandíbulas están revestidas de acero al

manganeso.• La móvil se acciona por un movimiento de

oscilación generado por medio de una biela excéntrica y placas de articulación.

• El acercamiento de la mandíbula móvil a la fija comprime el mineral entre ellas, fragmentándolo.

• El alejamiento de la mandíbula móvil permite que el mineral descienda por la cámara de trituración.

Chancadora de Mandíbulas Dodge

CHANCADORAS GIRATORIAS • Están formadas por una parte fija y una móvil.• La parte fija está constituida por un recipiente o

vasija tronco-cónica invertida (bowl).• La móvil es una pieza tronco-cónica (mantle).• La reducción del mineral ocurre por compresión.• La compresión se realiza entre la pieza tronco-

cónica con movimiento excéntrico y las paredes del recipiente tronco-cónico invertido.

• La superficie de la pieza tronco-cónica se acerca sucesivamente a cada una de las generatrices de la pared cóncava fija para alejarse posteriormente

CHANCADORA GIRATORIA

CHANCADORAS SECUNDARIAS

• Las chancadoras secundarias son más livianas que las primarias.

• Toman como alimentación el producto triturado en la etapa primaria.

• Trabajan también con alimentación seca.• El tamaño máximo de la alimentación está en el

rango de 12”–15” (30 cm–40 cm).• El propósito reducir el mineral a un tamaño

adecuado para el chancado terciario o molienda, si el mineral así lo requiere.

• Opera en circuito cerrado con una zaranda.

CHANCADORAS TERCIARIAS

• Las chancadoras terciarias procesan el mineral proveniente del chancado secundario.

• El tamaño de la alimentación está en el rango de 4”-4.5” (10 cm-11 cm)

• Poseen una abertura de salida menor que las secundarias, dando un producto con un tamaño de 1” en promedio.

• El propósito reducir el mineral hasta un tamaño adecuado para la molienda.

• Operan en circuito cerrado con una zaranda vibratoria.

CHANCADORA DE CONO

• La trituración secundaria y terciaria se realizan generalmente en chancadoras de cono.

• La chancadora de cono es una chancadora giratoria modificada.

• La principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado para dar alta capacidad y alto ratio de reducción del mineral.

• El objetivo es retener el material por más tiempo en la cámara de trituración para realizar una mayor reducción de tamaño.

• El tipo más común es la chancadora Symons.

CHANCADORA DE CONO• El tipo más común de chancadora de cono es la

chancadora Symons.• La chancadora Symons se presenta en dos tipos:

– Cono estándar para chancado secundario.– Cono de cabeza corta para chancado terciario.

• Los dos tipos difieren principalmente en la forma de las cavidades de trituración.

• La chancadora de cono estándar tiene un revestimiento escalonado lo cual permite una alimentación más gruesa (6 a 10 pulg.) que la de cabeza corta

Esquema de Chancadora Cónica Symons

Circuito de Chancado

A INSTRUMENTOS

SALA DE COMPRESORAS

A MOLINOS

CELDA FLOTACION WEMCO 130 m3 CLEANER

RUMA DE ALAMCENAMIENTO DE CONCENTRADOS 12,000 TM.

TANQUE DE RECICLONEO

VERTILLIM 200 HP (MOLINO VERTICAL)CICLONES DE RECICLONEO D-20 (4)

CELDA FLOTACION SVEDALA 130 m3 (03) CLEANERESPESADORES DE CONCENTRADOS DIAM. 100 FT.FILTROS LAROX PF-25 (03) y PF-32 (01)ESPESADORES DE RELAVES DIAM. 250 FT.

RELAVE FINAL A SISTEMA DE DEPOSICIONAGUA RECUPERADA, REGRESA AL PROCESO (A TQ. Nº 2)

CICLONES WARMAN D-26 (05)TRANSPORTE CONCENTRADO

TINTAYA S.A.

SUPERINTENDENCIA DE PROCESOS

BOMBAS DE RIO SALADO

BHP

SALA DE SOPLADORES

CHANCADORA PRIMARIA ALLIS CHALMERS 54" x 74" (01)RUMA ALMACENAMIENTO DE GRUESOS 30,000 TM.ZARANDAS VIBRATORIAS TY LER 2 PISOS 7" x 20 (04)

L E Y E N D A

CICLONES CLUFTER D-10 (06)CELDAS DE FLOTACION SVEDALA 103 m3 (05) ROUGHERCELDAS DE FLOTACION OUTOK UMPU OK -38 38 m3 SCAVENGER (12)CELDAS COLUMNAS 2.5 MT. DIAM x 12 MT. ALTURA (04)

CHANCADORAS TERCIARIAS SY MON'S SH 7" (02)RUMA ALMACENAMIENTO DE FINOS 16,000 TM.MOLINOS DE BOLAS ALLIS CHALMERS 16" x 20" (02)

MOLINO REMOLIENDA SECUNDARIA ALLIS CHALMERS 9" x 12" (01)CICLONES K REBS D-26 (04)MOLINO DE BOLAS NORDBERG 16" x 24.5" (01)

CHANCADORA SECUNDARIA SIMON'S SH 7"(01)

ENVIO DE MINA

A TANQUE Nº 1 A CELDAS

I I

I I I

I

NECESIDAD DE CONCENTRARLOS MINERALES

• Aumentar la ley de metal presente en el mineral.• Eliminar parte de la ganga presente en el

mineral.• Rentabilizar la operación minera de ciertos tipos

de mineral.• Disminuir el impacto negativo del costo del

transporte.• Bajar los efectos del costo en el tratamiento del

producto

CLASES DE CONCENTRACION

• Concentración gravimétrica:Se basa en la mayor o menor velocidad de sedimentación de partículas de diferente tamaño y/o peso, en medio líquido.

• Concentración por flotación:Se funda en un tratamiento fisicoquímico que modifica las propiedades superficiales de las partículas, para puedan adherirse a las burbujas de aire.

• Concentración magnética:Se basa en la propiedad coercitiva del mineral.

CONCENTRACION POR FLOTACION

• Es un proceso de concentración de minerales.• Realiza la separación de las partículas valiosas

de las partículas estériles o ganga.• Se fundamenta en un tratamiento fisicoquímico

que modifica las propiedades superficiales para lograr que las partículas del metal valioso se adhieran a burbujas de agua y con ellas se eleven a la superficie.

• Las partículas de material estéril se mojan y se van al fondo de la celda.

VENTAJAS DE LA FLOTACION

• Flexibilidad suficiente para la concentración selectiva de todos lo minerales sulfurados y la mayoría de los no sulfurados y oxidados.

• Fácil adaptación al tratamiento en gran escala de pulpas de mineral de amplia granulometría, desde malla 48 hasta algunos micrones.

• Fácil integración con técnicas modernas de molienda y clasificación; así como con los medios mecanizados de transporte y separación sólido-líquido.

ETAPAS DE LA FLOTACION

• Molienda: el mineral es molido en húmedo hasta granulometría 80% pasante malla 100.

• Dilución: la pulpa es diluida con agua hasta alcanzar entre 25 y 45% de sólidos.

• Dosificación: se adiciona pequeñas cantidades de reactivos colectores que modifican la superficie de ciertos minerales y el reactivo espumante para formar una espuma estable.

• Acondicionamiento: la pulpa se mezcla en forma intensiva con los reactivos de flotación para modificar su superficie.

ETAPAS DE LA FLOTACION• Flotación: en una celda la pulpa tratada entra

en contacto con el aire. Las partículas valiosas se adhieren a las burbujas de aire. Las burbujas conforman una espuma mineralizada estable que sube a la superficie, donde es extraída.

• La pulpa empobrecida pasa por otras celdas para contactar de nuevo con las burbujas de aire y poder recuperar los valores metálicos remanentes en la espuma.

• Eliminación de agua: la espuma mineral se somete a sedimentación, filtración y secado, para eliminar el agua.

Etapas de la Flotación

Molienda Secundaria

Clasificación hidráulica

Acondicionamiento

Flotación

Espesamiento/Sedimentación

Filtración

Secado

Pulpa Mineral

Concentrado seco

Agua

Agua

Agua

Underflow

OverflowColector Modificadores

AireEspumante Pulpa

Pulpa

Relave

Concentrado en pulpa

Concentrado húmedo

Concentrado en pulpa

FACTORES DE LA FLOTACION

• Pulpa:– Mineral.– Agua.

• Reactivos de flotación:– Colectores– Espumantes– Modificadores

• Aire.• Agitación.

ASPECTOS EN LA FLOTACION

• Componentes del equipo:– Diseño de la celda.– Sistema de

agitación.– Flujo de aire.– Configuración de los

bancos de celdas.– Control de los

bancos de celdas.

• Componentes de la operación:– Velocidad de

alimentación.– Mineralogía.– Granulometría.– Densidad de pulpa.– Temperatura.

VARIABLES EN LA FLOTACION

• Mineral.• Granulometría.• Agua.• PH de la pulpa.• Densidad de la pulpa.• Tiempo de contacto.• Lamas.

Factores que Influyen en la Flotación

LOS COLECTORES • Son compuestos químicos orgánicos que

actúan selectivamente en la superficie de ciertos minerales.

• Hacen que los minerales sean repelentes al agua • Aseguran la acción de las burbujas de aire,

haciéndolos aerofílicos.• La gran mayoría de los colectores comerciales

son moléculas complejas, estructuralmente asimétricas.

• Están constituidos de una parte polar y de una parte no polar, con propiedades diferentes.

Interacción de las tres fases: aire-agua-mineral

XANTATOS • Son colectores aniónicos de uso generalizado.• Están disponibles comercialmente como

soluciones, polvo o pellets. • Todos se descomponen con la humedad y

producen disulfuro de carbono (muy inflamable). • Existe un considerable rango de pureza en los

xantatos disponibles comercialmente.• En el mercado los principales productores son:

American Cyanamid, Dow Chemical, Minerec y Reactivos Nacionales S.A. RENASA.

ESPUMANTES• Sustancias orgánicas heteropolares. • Los espumantes son compuestos análogos en su

estructura a los colectores.• La diferencia es que los colectores tienen grupo

polar químicamente activo para reaccionar con la superficie del mineral.

• Se adsorben en la interfase aire-agua.• Su función es proporcionar burbujas de aire:

– Pequeñas.– Dispersas.– De ascenso lento.– Con membrana fuerte y elástica.– Si tendencia a la coalescencia.

ESTRUCTURA DEL ESPUMANTE• Solubles en agua para su distribución uniforme. • Mínimo 6 átomos de carbono en grupo no polar. • Grupo no polar largo reduce la solubilidad y el

efecto de espumación. • Incluyen en su composición los grupos:

– Hidroxilo -OH– Carbonilo -CO-– Grupo amino -NH2

– Carboxilo –COOH– Grupo sulfo -OSO2OH

• Se emplean alcoholes ligeramente solubles en agua, poliéteres y éster de poliglicoles.

Acción del Espumante

PRINCIPALES ESPUMANTES• Aceite de pino: • Contiene alcoholes aromáticos, siendo el más

importante el terpinol, C10H170H. • Su composición no constante dificulta su uso.• Se usa básicamente en sulfuros de cobre, y en

menor proporción para galena y blenda.• Acido cresílico:• El componente mas activo es el meta-cresol.• La dificultad del uso radica en su composición

variable.• Usado en flotación de galena y bulk de sulfuros.

MODIFICADORES • Reactivos usados en flotación de minerales para

controlar el efecto o acción de los colectores.• Intensifican o reducen el efecto hidrofóbico para

incrementar la selectividad de la flotación.• Se dividen en:• Activadores: Actúan facilitando la interacción

del mineral y el colector.• Depresores: Producen condiciones adversas

para la activación del mineral por el colector.• Reguladores de pH: Alteran la alcalinidad del

medio.

ACTIVADORES • Logran que la acción del colector sea más

selectiva y aseguran la separación de los minerales.

• Generalmente son sales solubles que se ionizan en solución,

• Los iones reaccionan entonces con la superficie mineral.

• Los activadores mas utilizados están de acuerdo a la función que ejercen sobre la superficie de los minerales a activarse.

DEPRESORES • Aumentan la selectividad al evitar la flotación de

ciertos minerales al convertirlos en hidrofílicos. • Se dividen en inorgánicos y orgánicos.• El mecanismo de acción de los compuestos

inorgánicos se ha entendido razonablemente.• Entre los compuestos inorgánicos tenemos:

– El CN- deprime sulfuros de Zn, Cu, Fe y Ag.– Los CrO4

- y Cr2O72- deprimen la galena.

– El Na2SO3, Na2S2O5 y SO2 deprimen los sulfuros de Zn y Fe, en combinación con ZnSO4 y cianuro.

REGULADORES DE pH

• Son reactivos utilizados para conseguir el pH de la pulpa más adecuado para la flotación de los minerales.

• Por lo general la flotación de los minerales sulfurados se realiza en condiciones de alcalinidad.

• Los principales reguladores de pH son:– Cal (CaO) o cal apagada (Ca(OH)2)o caliza (CaCO3).

– Soda ash (Na2CO3).– Soda cáustica (NaOH).– Acido sulfúrico (H2SO4)

Ley del Concentrado

Recuperación en la Flotación

CLASES DE CELDAS DE FLOTACION• Mecánicas:

Se caracterizan por que la agitación y la dispersión de aire en el interior de la celda lo produce un impulsor.

• Neumáticas: Las celdas no tienen impulsor y la aireación y agitación de la pulpa es por la acción de aire comprimido alimentado desde el exterior.

• Columnas: El principio de estas celdas es el flujo de las burbujas de aire en contracorriente con la pulpa.

Zonas en la Celda de Flotación

CELDAS COMERCIALESAlgunas de las principales celdas de flotación

comerciales son:• Maxwell• Cominco• Agitair • Denver• Wenco• Outokumpu• Celdas gigantes• Celdas Columna

CIRCUITOS DE FLOTACION• Flotación de recuperación (Scavenger)

– Procesa los relaves de la etapa primaria o rougher.

– Recupera la mayor cantidad posible de material valioso.

– Su concentrado debe retornar a la etapa primaria o rougher para incrementar su ley.

– El relave constituye las colas o relave final que abandonan el circuito de flotación.

– Las cargas circulantes deben tener leyes similares a los flujos a los cuales se unen.

Circuito de Flotación

Acondicionamiento

Flotación Rougher

Flotación Cleaner

Flotación Scavenger

Pulpa Mineral

Concentrado final

Concentrado rougher

RelaveCleaner

Relaverougher

Relave Final

Concentrado ScavengerAlimentación

Flotación Diferencial Cobre-Plomo-Zinc

Acondicionador

Celdas Cleaner

Celdas Scavenger

Celdas Rougher

Celdas CleanerCeldas Rougher

Celdas Scavenger

Celdas Rougher

Celdas Scavenger

Celdas Cleaner

Acondicionador

Acondicionador

Concentrado de Cobre

Concentrado de Plomo

Concentrado de Zinc

Relave Final

Relave Circuito de Cobre

Relave Circuito de Plomo

Hidrociclón Molino de bolas

Overflow

Underflow

Pulpa Mineral

Tratamiento de los Diferentes Tipos de Minerales

MINA LIXIVIACION EXTR. POR SOLVENTE ELECTROREFINACIONCATODOS

Trat. de Oxidos

5.000 TPA

CHANCADO

MOLIENDA

FLOTACION

COLAS

Trat. de súlfuros

FUSIÓN Y CONVERSION REFINACION Y MOLDEO

CONC. DE Mo

ANODOSRAF

BLISTER

CONC. DE Cu AGUA

CONC. DE Cu SECO

FLOT. SELECTIVA

CONC.DE Cu Y DE Mo

350.000 TPA

FILTRADO Y SECADO

Etapas de un Proceso Pirometalúrgico

PROCESOS PIROMETALURGICAS

• La secuencia clásica es una sucesión alternada de etapas endotérmicas y exotérmicas.

• Las más relevantes son fusión y conversión.• Aumento paulatino de la temperatura y de la

presión de oxígeno en el sistema fundido.• Poseen constantes de equilibrio muy altas.• La cinética de reacción es muy rápida.• El tiempo de residencia es muy corto.• El precio de los combustibles incentiva la

aparición de nuevos procesos que agrupan fusión y conversión en una sola etapa.

PROCESOS PIROMETALURGICAS• La conjunción de procesos permite:

– Utilizar el calor generado por las reacciones de oxidación para fundir el concentrado sólido.

– Producir en forma continua efluentes gaseosos más concentrados.

– Neutralizar con mayor facilidad los gases tóxicos y disminuir la contaminación.

• Fusión y conversión que por separado ocurrían en reactores de baja eficiencia energética, se han transformado a procesos continuos e integrados.

• El horno de reverbero ha sido reemplazado por equipos de fusión en baño y flash como: INCO, Noranda, Mitsubishi, Outokumpu, CMT y otros.

SECADO DE CONCENTRADOS

• En casos específicos, el grado de humedad del concentrado a tratar es un parámetro importante.

• Para la alimentación a los procesos de fusión flash, el concentrado es transportado suspendido en aire enriquecido o en oxígeno.

• Los procesos Outokumpu e INCO consideran una etapa de secado de concentrado en un secador rotatorio previo a su tratamiento.

• En particular Outokumpu y el Convertidor Teniente necesitan contenidos de humedad inferiores al 0,2%.

Horno Secador Rotatorio

TOSTACION DE CONCENTRADOS

• Modifica la composición química del concentrado y elimina ciertos componentes volátiles.

• Proceso que facilita su tratamiento posterior.• El concentrado se calienta en presencia de

reactivos a temperatura inferior a la de fusión.• La tostación de la mayoría de sulfuros ocurre sin

necesidad de un aporte exterior de energía.• Las reacciones sólido-gas ocurren a temperaturas

entre 500 y 800ºC, dependiendo de los productos.• Según los reactivos, la tostación se clasifica en:

- Oxidante - Reductora - Clorurante

Horno de Tostación Wedge

FUNDICIÓN• Se adiciona calor y fundentes al concentrado para

llevarlo al estado líquido bajo ciertas condiciones.• El sistema fundido se separa en dos fases liquidas:

– Metal crudo, formado por el metal valioso.– Escoria, constituida por las sustancias estériles.

• Los metales líquidos son solubles entre sí a altas temperaturas.

• El metal crudo contiene impurezas metálicas y debe pasar por purificación y refinación.

• En la fundición de cobre se obtienen dos fases:– Mata de cobre, mezcla de Cu2S y FeS.– Escoria, material estéril.

ESCORIA• Recoge la mayor cantidad de sustancias estériles.• Constituida por variedad de sustancias residuales

de naturaleza química no explicada.• La mayoría son silicatos y óxidos solubilizados.• Forman soluciones complejas en fase única.• Se forma con la ganga y los fundentes apropiados.• Producidas a costo mínimo y en escaso volumen.• Sus principales propiedades son: • Peso específico:

– Deben tener pesos específicos convenientes para una rápida separación en una fase distinta a la de los metales valiosos.

COMPOSICION DE LA ESCORIA

• No existe teoría satisfactoria para explicar su constitución.

• Se considera solución de óxidos a temperatura elevada, por ello el análisis químico se da en porcentaje de óxidos.

• Componentes químicos comunes de las escorias son: SiO2, FeO, Al2O3, CaO, MgO, etc

• Para cálculos estequiométricos se refiere a sus componentes como óxidos.

• Los cálculos se basan en teorías químicas y datos empíricos, suficientes para fines prácticos.

Clasificación de los Óxidos en Escorias

Ácidos Básicos AnfóterosB2O3SiO2P2O5

TiO2BeOFeOMgOMnOCaONa2OBaOZnO

Al2O3

LECHO DE FUSION

• La mezcla de concentrado y fundentes conforma el “lecho de fusión” o “cama de fusión”.

• Las operaciones para determinar la proporción entre minerales y fundentes se denomina “cálculo del lecho de fusión”.

• Se debe tomar en cuenta para los cálculos de la cantidad real de fundente que dichas sustancias no son minerales puros.

Concentrado Fundentes+ = Lecho de fusión

Mineral de interés FundentesGanga + = Escoria

FUNDICION DE MATAS• En el proceso del cobre, la fase que contiene el

metal valioso se obntiene en forma de mata.• La mata de cobre está formada por Cu, Fe y S.• La mata es insoluble en las escorias. • Para los cálculos estequiométricos la mata se

considera como una solución de Cu2S y FeS.• Por encima de 1000°C los sulfuros son miscibles.• La mayoría de los sulfuros metálicos tienen

puntos de fusión inferior al de las escorias.• Oro y plata se disuelven en las matas, para ser

colectados y recuperados como subproductos.

FUNDICION DE MATAS• Concentrado + Fundentes Mata + Escoria + Gas– Mata : Cu2S, FeS

– Escoria: FeO, Fe3O4, SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Cu2O.

– Gas : O2, SO2, N2, CO, CO2, H2, H2O.

• El objetivo es formar dos fases líquidas:– Mata: fase de sulfuros líquidos que contenga en lo posible

todo el cobre alimentado.– Escoria: fase oxidada líquida en lo posible exenta de

cobre.• La mata, constituida por los sulfuros metálicos,

pasa a una etapa de conversión por oxidación.• La escoria, pobre en el metal, se caracteriza y

descarta o se trata para recuperar el metal.

Energia

HORNOS DE FUSION DE COBRE• El horno de reverbero es utilizado para la fusión

de concentrados sulfurados de cobre.• El horno tiene una longitud de 27 - 40 m. y un

ancho de 5 – 9 m.• Las partes importantes de la mampostería de las

paredes interiores situadas en la zona del baño y las salidas de mata y escoria poseen ladrillos de cromo-magnesita.

• La solera se coloca entre las paredes y descansa sobre el suelo. Posee ladrillos rojos en la parte inferior y refractarios en la parte superior.

Horno de Fusión Tipo Reverbero

GRUAPUENTE

TOLVAS DEALIMENTACION

ALIMENTADOR

TOLVAS DECONCENTRADO GRUA DE

MANTENIMIENTO

CANAL DERETORNO

DE ESCORIA

QUEMADORESPRINCIPALES

QUEMADORVERTICAL

SALIDA DEGASES

CANAL DE SALIDA DE MATA

CANAL DE SALIDA DE ESCORIA

OLLAS DEMATA

FAJATRANSPORTADORA

Horno Reverbero

CONVERSION

• Es el proceso que consiste en oxidar rápidamente una carga líquida de metales o compuestos metálicos, por medio de una corriente de aire a presión.

• La finalidad es separar el metal valioso de sus impurezas formando dos fases líquidas.

• Los principios básicos son:– Desigual afinidad del oxígeno por los diversos

elementos que impurifican al metal valioso.– El autosostenimiento energético del proceso, ya que

la mayoría de reacciones son exotérmicas.

CONVERSION• Consiste en la oxidación (con aire) de la mata

líquida proveniente de la fusión.• De esta manera se remueve el hierro y el

azufre de la mata, produciendo un blister de alta pureza (98 – 99%).

• Los sulfuros fundidos son introducidos a aproximadamente 1100ºC.

• El calor generado durante el proceso por oxidación del hierro y del azufre es suficiente para hacerlo autógeno.

• La conversión de la mata de cobre se lleva a cabo en dos etapas.

CONVERSION

• En la primera etapa se inyecta aire para producir la oxidación del hierro (FeS), según la siguiente reacción:

2FeS + 3O2 2FeO + 2SO2 ΔH= -233,98 Kcal

• El óxido producido es escorificado mediante sílice formando un compuesto fayalítico más estable.

2FeO + SiO2 2FeO.SiO2 ΔH= -5,90 Kcal

CONVERSION

• En la segunda etapa ocurre la reacción de oxidación del Cu2S, produciéndose cobre blister y un gas rico en SO2.

Cu2S + O2 2Cu + SO2 ΔH= +9,65 Kcal

• La oxidación selectiva del sulfuro de hierro en una primera etapa y del sulfuro de cobre en la siguiente, se explica por la mayor afinidad que el hierro tiene por el oxígeno, comparado con el cobre.

CONVERTIDORES

• Para la conversión de las matas de cobre se utiliza convertidores horizontales.

• El convertidor utilizado comúnmente es el convertidor Pierce Smith.

• Tiene una carcasa cilíndrica de chapas de acero.

• El revestimiento de la carcasa es de ladrillos refrectarios de magnesita y cromo-magnesita.

• Posee en la carcasa un aro dentado unido a través del reductor con el motor que permite su giro.

AIRE DE PROCESO

GASES DE CONVERSION

LINEA DE TOBERAS

Convertidor Pierce Smith

CAMPANA EXTRACTORA DE GASES

OLLA DE MATA

SISTEMA MOTRIZ LARGO 35’-0”

RODILLOS

PISTA DE RODADURA

BOCA DEL CONVERTIDOR

DIA

ME

TR

O D

ET

AM

BO

R 1

3’-0

”

CORONA

TAPA LATERAL

TAMBOR

TUBOS DE DISTRIBUCION

DE AIREJUNTA

ROTATIVA

COMPUERTA DE CAMPANA

Convertidor Pierce Smith

Extracción por solventes

• En sus inicios el proceso se realizó en una planta de cuatro trenes de primera generación.

• Se lleva a cabo en dos fases.

ElectrodeposiciónSe realiza mediante una reacción de electrólisis la solución de sulfato de cobre proveniente de la etapa anterior es circulada por dos secciones:•Circuitos de laminas de arranque.•Circuito comercial.