Fundición y Refinación del Cobre

El primer paso del proceso consiste en trasladar un 40% del concentrado de las celdas de flotación y hacerlo llegar al horno reverbero, donde se funde a temperaturas de más de 1.200º C. Mientras el concentrado se convierte en una masa líquida fundida, sus componentes se van separando y recombinándose, formando un baño de dos capas. La capa más pesada se llama eje o mata y es un compuesto de sulfuros, fierro con 50-55% cobre. Encima, flota la escoria, una costra de impurezas con un 0,8% cobre.

Finalmente se extrae y se descarta la escoria, dejando el eje en el fondo del horno, para ser extraída y enviada a la próxima etapa del proceso de purificación. Esto se hace en los convertidores Teniente, que llevan ese nombre porque la tecnología pirometalúrgica que ocupan fue desarrollada por la División El Teniente.

Mientras se calienta el eje en los convertidores, el saldo del concentrado de cobre recuperado desde las celdas de flotación (60% del total) se procesa en secadores de lecho fluido hasta llegar a un contenido húmedo de sólo 0,2%. Luego pasa a los convertidores. El concentrado es luego inyectado con chorros de aire enriquecido con oxígeno a los convertidores, para estimular la oxidación de las impurezas en una reacción continua que se sostiene con su propio calor.

Una ligera costra de óxidos de fierro e impurezas se forma nuevamente la que se vierte y recicla en el horno reverbero, para después ser enviado a un horno de limpieza de escoria para así recuperar su contenido de 10% cobre.

El compuesto de elementos fundidos que emerge finalmente desde los convertidores Teniente se llama metal blanco. Consiste en sulfuros, un pequeño porcentaje de fierro y 75% cobre, que se envían a los convertidores convencionales Pierce-Smith, donde se sopla aire comprimido. En la reacción resultante, la mayor parte de los sulfuros y el fierro se oxidan, generando cobre blister, con una pureza de 99% de cobre metálico.

En el último paso de la refinación a fuego, se procesa el cobre blister en hornos basculantes, agregando agentes purificadores especiales que se llaman fluidificantes para que se oxide una vez más, esta vez para eliminar del blister toda impureza, quedando solamente una fracción muy reducida de elementos no deseados, tales como plomo, fierro, bismuto, níquel, arsénico, antimonio, sulfuro, selenio y telurio. Luego se extrae el oxígeno con inyecciones de vapor o aceite, con el resultado final de un cobre con un nivel de pureza mínima de 99.9%. Todo lo que resta hacer es verter el metal líquido en un molde y dejar que se solidifique, formando lingotes que pesan aproximadamente 23 kilogramos cada uno.

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