Tema 9 - Fundición 1° parte - Producción de Plomo Primario

7/13/2019 Tema 9 - Fundicin 1 parte - Produccin de Plomo Primario

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BUENAVENTURA INGENIEROS S.A.

PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIOIng. Dimedes G. Alcntara Carranza

Mayo - 2013Lima, Per


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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO

Febrero 2013Lima, Per

1. EN LOS 30 ULTIMOS AOS SE HAN DESARROLLADONUEVOS PROCESOS PIROMETALURGICOS YTECNOLOGIAS PARA PROCESAR METALES NOFERROSOS COMO EL COBRE, NIQUEL, PLOMO, ESTAO,ETC. CON LA FINALIDAD DE:

2. MEJORAR EL CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE.3. INCREMENTAR LAS RECUPERACIONES DE LOS METALES

ECONOMICAMENTE RENTABLES.

4. REDUCIR COSTOS DE PROCESAMIENTO.


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1. PROCESO CONVENCIONAL

2. PROCESO KIVCET.

3. PROCESO OUTOKUMPU

4. PROCESO QSL.

5. PROCESO AUSMELT.

6. PROCESO ISASMELT.

PROCESOS


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PROCESO CONVENCIONAL1. SINTERIZACION DE CONCENTRADOS Y FUNDICION EN

ALTOS HORNOS.

2. SE CONTINUA UTILIZANDO EN:

3. EL PERU: DRP - LA OROYA.4. MEXICO: PEOLES TORREON.

5. USA: DRC SAN LUIS (HERCULANEUM).

6. CANADA: XSTRATA NEW BRUNSWICK.

7. AUSTRALIA: PORT PIRIE, MOUNT ISA.


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HISTORIA COMPLEJO METALURGICO DE LA OROYA

1901: CERRO DEPASCO COPPER CORP.LLEGA A CERRO DEPASCO. FUNDICION DE

TINYAHUARCO1922: CdeP COPPERCORP. INICIA SUSOPERACIONES EN LAOROYA.1973: EL ESTADOPERUANO ESTATIZA

TODAS LAS MINAS Y ELCMLO DE LA CdePCORPORATION. CMP SA.1997: DRP COMPRA LAFUNDICION DE LA OROYA.


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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIOPROCESO CONVENCIONAL

1. PREPARACION DE LECHOS DE FUSION:

MEZCLA DE CONCENTRADOS DE PLOMO, FUNDENTES,RECIRCULANTES CON EL OBJETO DE OBTENER MEZCLASQUE FORMEN ESCORIAS CON BAJO PUNTO DE FUSION.

2. SINTERIZACION (SINTER MACHINE)

TOSTACION DE LOS LECHOS DE FUSION - OXIDACION.

PbS + 1.5 O2 = PbO + SO2

3. FUNDICION (BLAST FURNACE) REDUCCION.

REACCION DE BOUDOUARD

C + O2 = CO2

CO2 + C = 2COPbO + CO = Pb + CO2


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CONCENTRADOS

FUNDENTES

PLANTA DE

PREPARACION

MAQUINA DE

SINTERIZACION

SINTER

LECHO DE

FUSION

AIRE

COQUE

AIREHORNOS DEPLOMOESCORIA

PLOMO DE OBRA

GASES

GASES

ESCORIA

FeO = 36.0 %

CaO = 17

18 %SiO2= 20-21 %ZnO = 15 %Fe3O4 < 1%Pb


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PROCESO KIVCET1. TECNOLOGIA RUSA (1970). BASADA EN FLASH

SMELTING.

2. INICIALMENTE PARA PROCESAR CONCENTRADOS DECOBRE Y ZINC.

3. BOLIVIA: KARACHIPAMPA (KHD) 1978/84, 51,000 tpyDE CONCENTRADOS PLOMO/PLATA.

4. ITALIA: SARDINIA - PORTO VESME; (NUOVA SAMIM)1987; 80,000 tpy/100,000 tpy (1990).

5. KAZAKHSTAN: DOS PLANTAS DE 60,000 tpy.(1986 Y

1987).6. CANADA: BRITISH COLUMBIA, COMINCO, TRAIL:

88,000 tpy. (2012)


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PROCESO KIVCET1. FLASH SMELTING: CAMARAS DE OXIDACION Y REDUCCION

SEPARADAS.

2. LOS CONCENTRADOS SECOS, FUNDENTES, COKE FINO, POLVORECICLADO Y RESIDUOS LIXIVIADOS DE ZINC SON QUEMADOS CONOXIGENO MEDIANTE UN QUEMADOR UBICADO EN EL TOPE DE LACOLUMNA VERTICAL DE FUSION (> 1300 C).

3. REACCION EN FASE GASEOSA CON FORMACION DE PLOMO QUE SECONDENSA Y SEPARA COMO BULLION.

4. EL PLOMO Y LA ESCORIA DE OXIDO DE PLOMO FORMADA PASA ATRAVES DE UNA CAPA DE COKE FINO A LA CAMARA DEL HORNOELECTRICO.

5. DEBIDO A LA SEPARACION DE LAS ETAPAS DE FUSION Y REDUCCIONLA CONCENTRACION DE SO2 EN LOS GASES DE SALIDA SON MASALTOS QUE EN EL PROCESO QSL (25 40 %).

6. PERMITE RECUPERAR EL ZINC CONTENIDO EN LA ALIMENTACIONCOMO FUME (ZnO).

7. AMBIENTALMENTE EFICIENTE, ALTAMENTE AUTOMATIZADO, BAJOSCOSTOS DE PROCESAMIENTO Y FLEXIBLE EN TERMINOS DEMATERIALES DE PROCESO.

8. DEBIDO AL TRATAMIENTO DE MATERIALES SECOS REQUIEREINVERSION ADICIONAL EN SISTEMAS DE VENTILACION Y EQUIPO DEPROCESO.


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PROCESO KIVCETFLASH SMELTING:

CARBON COMBUSTION: C + O2 = CO2

BOUDOUARD REACCION: CO2 + C = 2CO

DESCOMPOSICION SULFATO: PbSO4 = PbO + SO2 + 1/2O2

ZnSO4 = ZnO + SO2 + O2

DESCOMPOSICION OXIDO FERRICO: Fe2O3 = 2FeO + 1/2O2

OXIDACION DE SULFUROS: PbS + 3/2 O2 = PbO + SO2

ZnS + 3/2 O2 = ZnO + SO2

FeS + 3/2 O2 = FeO + SO2

REDUCCION:

REDUCCION DIRECTA DEL PLOMO: 2PbO + C = 2Pb + CO2

REDUCCION DEL OXIDO FERRICO: Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2

REDUCCION DE SULFATOS: PbSO4 + C = PbO + SO2 +CO

REACCION DE BOUDOUARD: CO2 + C = 2CO


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PROCESO KIVCET


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PROCESO KIVCET


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PROCESO KIVCET


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PROCESO KIVCET: HORNO KIVCET


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HORNO FLASH SMELTING - KIVCET



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Karachipampa Lead/Silver Smelter Project

The Karachipampa Lead/Silver Smelter is located in Potosi, Bolivia. Itwas constructed during the period 1979 thru 1984 by CorporacionMinera de Bolivia (COMIBOL) and was never fired due to a lack of leadconcentrate production in Bolivia. A total of $180 million have beenexpended on the facility to date by COMIBOL. The plant has been oncare and maintenance since completion and is in newcondition. It wasdesigned and constructed by Klockner, a German engineering and

construction firm, with design based on state-of-the-art RussianKivcet technology. This technology is in common use around theworld with two of the most important users being the Cominco TrailSmelter in British Columbia and the Glencore Porto Vesme Smelter onthe island of Sardenia, Italy

PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPA


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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPA2013: ENTRA ENOPERACIN DESPUES DE25 AOS DE HABERSECONSTRUIDO.

CAPACIDAD DE 55 MILTONELADAS DECONCENTRADOS DEPLOMO - PLATA.


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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPAPLANTA DE DROSS


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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPAPLANTA DE DROSS


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1. TECNOLOGIA ALEMANA.

2. INICIALMENTE PARA CONCENTRADOS DE COBRE YNIQUEL.

3. ALEMANIA: LURGI: DUISBURG/STOLBERGDEMOSTRACION (1981 -1986); 40,000 tpy de Pbbullion.

4. CANADA: COMINCO: TRAIL (1989); 160,000 tpy.

5. CHINA: CNIEC, BAIYIN; 52,000 tpa. (1990)

6. ALEMANIA: BBH, STOLBERG; 80,000 tpy. (1991)

7. KOREA DEL SUR: KOREA ZINC, ONSAN; 60,000 (1992)

PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGIQSL)



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PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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HORNO QSL



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HORNO QSL



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PROCESO QSLPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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1. ALIMENTACION: CONCENTRADOS, ALIMENTACIONSECUNDARIA, FUNDENTES, CARBON Y POLVO DE DUCTO

RECICLADO.2. REACCION SE PRODUCE DONDE LA ALIMENTACION FRESCA

Y LA ESCORIA FUNDIDA SE ENCUENTRAN.

3. SE PRODUCE METAL Y ESCORIA DE OXIDO DE PLOMO LAQUE PASA A LA ZONA DE REDUCCION.

4. LA ESCORIA CON ALTO PLOMO (30 50 %) SE REDUCE

UTILIZANDO CARBON Y OXIGENO. LA ESCORIA CON < 1%DE PLOMO PUEDE PASAR A RECUPERACION DE ZN.

5. EL PLOMO SALE POR UN SIFON Y AL ESCORIA POR ELOTRO EXTREMO DEL HORNO.

PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGIQSL)



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1. GENERA PEQUEOS VOLUMENES DE GASES CON10 20% DE SO2 QUE SE USA PARA PRODUCIRACIDO SULFURICO.

2. ES POSIBLE RECUPERAR CALOR DE LOS GASES.

3. EL POLVO DE LOS GASES PUEDE TRATARSE PARARECUPERAR EL ZINC MEDIANTE LIXIVIACION.

4. TECNOLOGIA FLEXIBLE QUE PUEDE PROCESARCONCENTRADOS Y SCRAP DE PLOMO.

5. PUEDE UTILIZAR CARBON O GAS NATURAL COMO

AGENTE REDUCTOR.

PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)



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1. TECNOLOGIA FINLANDESA APLICADA PRINCIPALMENTE ACONCENTRADOS DE COBRE Y NIQUEL DESDE 1970.

2. SE REALIZARON PRUEBAS CON PLANTAS DE 29,000 tpy A INICIOSDE 1980.

3. LA OPERACION ES SIMILAR A EL PROCESO KIVCET, DIFIERE ENQUE ESTE PROCESO TIENE DOS HORNOS SEPARADOS: UNO PARAFUSION Y UN HORNO ELECTRICO PARA LIMPIEZA DE ESCORIA.

4. EL PLOMO REDUCIDO Y LAS ESCORIAS CON OXIDO DE PLOMOFLUYEN A TRAVES DE UN CANAL DESDE EL HORNO DE FUSIONHASTA EL HORNO ELECTRICO DONDE SE REDUCE EL OXIDO DEPLOMO CONTENIDO EN LA ESCORIA USANDO COKE FINO.

5. EL PLOMO BULLION PUEDE SER COLADO EN EL HORNO DE FUSION.6. LOS GASES CONTIENEN DE 50 65% DE SO2.

7. ESTE PROCESO NO HA SIDO PROBADO A ESCALA INDUSTRIAL.

PROCESO OUTOKUMPU: FLASH SMELTING



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PROCESO OUTOKUMPUPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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HORNO FLASH SMELTING - CONSUMO DE ENERGIA: OUTOTEC



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REACCIONESPRIMARIAS:

(Me = METALES)

PbS + O2 = Pb + SO2

FeS + 1.5 O2 = FeO + SO2

ZnS + 1.5 O2 = ZnO + SO2

2MeO + SiO2 = 2MeO.SiO2

SECUNDARIAS:

Pb + 0.5 O2 = PbOFeO + 1/6 O2 = 1/3 Fe3O4

PROCESO OUTOKUMPU



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REACCIONES REACCIONES FUERTEMENTE EXOTERMICAS.

MEZCLA DE CONCENTRADOS, FUNDENTES Y AIREPRECALENTADO A 500 C DEBE SER MUY UNIFORME PARAALCANZAR LAS MEJORES CONDICIONES DE REACCION.

EL CALOR DE LOS GASES DE REACCION SONRECUPERADOS MEDIANTE UN CALDERO Y EL POLVOCONTENIDO EN EL A TRAVES DE UN BAG HOUSE OCOTTRELL. LA TEMPERATURA PUEDE BAJAR HASTA 300 C.LOS GASES SON USADOS PARA FORMAR ACIDOSULFURICO.

EL PRODUCTO DE COLADA ES SACADO DEL HORNO YSEPARADO EN PLOMO BULLION, MATA Y ESCORIA.

PROCESO OUTOKUMPU



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PROCESO OUTOKUMPU KN SMELTER - WA



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PROCESO OUTOKUMPU QUEMADOR DE CONCENTRADOS



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PROCESO OUTOKUMPU ELECTRODOS DEL HORNOELECTRICO KNS



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KNS TRANSPORTE DE ESCORIA



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KNS TRANSPORTE DE CONCENTRADOSPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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1. TECNOLOGIA AUSTRALIANA UTILIZADA PARACONCENTRADOS DE COBRE, NICKEL Y ESTAO DESDE1980.

2. AUSTRALIA: MOUNT ISA (1983 Y 1985) 60,000 tpy.3. UK: BRITANNIA REFINED METAL (PLOMO SECUNDARIO).

4. UTILIZA DOS HORNOS EN SERIE, UN HORNO PARAOXIDACION Y EL OTRO PARA REDUCCION.

5. ESTE PROCESO FUNCIONA SIMILARMENTE AL PROCESOQSL. Y UTILIZA UNA LANZA QUE SOPLA OXIGENO,

CONCENTRADOS, COKE FINO, FUNDENTES Y PETROLEODENTRO DEL BAO FUNDIDO.

PROCESO ISASMELT/AUSMELT



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PROCESO AUSMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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PROCESO AUSMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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HORNOS ISASMELT



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PROCESO ISASMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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PROCESO ISASMELT1. OXIDACION (PRIMER HORNO):

PbS + 3/2 O2 = PbO + SO2

ZnS + 3/2 O2 = ZnO + SO2FeS2 + 11/4 O2 = FeO1.5 + 2SO22

2. REDUCCION DE LA ESCORIA (SEGUNDO HORNO):

Fe2O3 + C = 2FeO + CO

PbO + 2FeO = Pb + Fe2O3



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PROCESO ISASMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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PROCESO ISASMELT MOUNT ISAPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
http://www.mining-technology.com/projects/mount_isla_lead/


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REFINACION DE PLOMODROSSING

PROCESO HARRIS

PROCESO PARKES FINAL REFINING

DEBISMUTIZADOKROLL-BETTERTON

DEZINCADO

PLOMO DE HORNOS

Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, BiREV. DROSS

DECOPERIZADO

AZUFRE

CuS

CuS, Sb, As, Pb

PLOMO

Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, Bi

MATTE

SPEISS

NaOH, NaNO3

Pb, Sb, As, Ag, Au, Bi

Na3AsO4

Na3SbO4

Pb, Ag, Au, Bi

Zn

CRISTALESZn-Ag-Au

Na2CO3, C

ZINC METALICO

Zn, Pb, Bi

Pb, BiCa-Mg

DROSS DE Bi

Pb, trazas XiNaOH

A REFINERIA DE PLATA PLOMO REFINADO



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DROSSING DECOPERIZADO Y REV. DROSSDROSSING

450 550 C

0.05

0.08% Cu

PLOMO DE HORNOS


REV. DROSS

1200C

DECOPERIZADO330 C

0.005% Cu

AZUFRE

CuS

CuS, Sb, As

PLOMOPb=90%


MATTE, Cu=20%

SPEISS, Cu=50%


Na2CO3, C

2Pb+S2=2PbSS+Cu=CuS

PbS+2Cu=Pb+Cu2SCuS+Cu=Cu2S



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PROCESO HARRIS Y PARKES

PROCESO HARRIS

PROCESO PARKES

450C

NaOH, NaNO3


Na3AsO4

Na3SbO4

Pb, Ag, Au, Bi

Zn

CRISTALESZn-Ag-Au

Zn, Pb, Bi

DEZINCADO

A REFINERIA DE PLATA

ALEACIONES DE Zn-Ag-AuAg2Zn3 (665 C)AuZn (725 C)

2As+2NaNO3+4NaOH=2Na3AsO4+N2+H2O

2Sb+2NaNO3+4NaOH=2Na3SbO4+N2+H2O

REACCIONES:



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PROCESO HARRIS



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ELECTROREFINACION PLOMOPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO


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CADA DE CELDAS

REFINERIA DE PLOMO



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CONSUMO DE ENERGIA: PROC. CONVENCIONAL Vs FUSION DIRECTA



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CELDA ELECTROLITICA ELECTROREFINACION DE PLOMO


H2SiF6+ Pb = Pb+2+ SiF6

-2+ 2H++ 2e-Reaccin Ctodo: Pb+2+ 2e-= PbReaccin Anodo: Pb = Pb+2+ 2e-


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CONSUMO DE ENERGIA: PROC. CONVENCIONAL Vs FUSION DIRECTA


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