16_Procesos_Pirometalurgicos

LA PIRÓMETALURGIA

Ing. Guido Quispe Ampuero

Metalurgia

• La metalurgia es la operación combinada de extracción comercial de metales a partir de sus menas y la preparación y tratamiento de los metales para su posterior uso.

• De manera genérica la metalurgia implica varias etapas:

1) Extracción del mineral

2) Pretratamiento de la mena

3) Obtención del metal

3.1 Pirometalurgía

3.2 Electrometalurgia

3.3 Hidrometalurgia

4) Refino o purificación del metal y

5) Aleación, si es necesario.

LA PIROMETALURGIA

• La pirometalurgia es la rama de la metalurgia que se encarga de la obtención y purificación de los metales, a través de la utilización del calor.

• Es la técnica más tradicional de extracción de metales, a partir de los minerales, eliminando la ganga, que se trata de silicatos u otros minerales sin interés, que se desechan para obtener el metal a partir del mineral.

• La pirometalúrgia incluye operaciones en las que se aplican tratamientos en hornos a temperaturas elevadas, para separar los valores metálicos de la considerable cantidad de roca de desecho, todavía presente en el concentrado beneficiado.

• En la mayoría de los casos se separa el producto de los desechos o escoria.

PRODUCCIÓN DE UN METAL POR PIRÓMETALURGIA

• Los tratamientos extractivos de los metales no ferrosos tienen muchas características en común, éstos pueden a la vez dividirse en metales reactivos y no reactivos.

• Los metales no reactivos son cobre, níquel, plomo, cobalto, oro y plata.

• Metales reactivos son aluminio, titanio, magnesio, zinc y uranio.

• Los metales no reactivos pueden procesarse simplemente en atmósfera de aire sin problema alguno, es decir, sin que ocurra oxidación durante las reacciones mediante las que los óxidos del metal son reducidos por carbón u otro reductor. La figura 3.12 ilustra el proceso típico para el tratamiento pirometalúrgico de metales no reactivos.

Tratamiento pirometalúrgico de metales no reactivos.

• Por otra parte, los metales reactivos requieren de procesamientos especiales de manera que se mantengan fuera de contacto con el aire atmosférico y, por lo tanto, de la oxidación. Ejemplos de estos equipos pueden ser hornos sellados con atmósfera de un gas inerte o que trabajen al vacío. La figura 3.13 ilustra los procesos típicos para este tipo de metales.

Tratamiento pirometalúrgico de metales reactivos.

PRINCIPIOS DE AGLOMERACIÓN

• Las partículas finas pueden ser aglomeradas o unidas para formar material apropiado para otros procesos al aumentar el tamaño de las mismas, su conductividad térmica, ductivilidad; además de su densidad en muchos casos.

• Las técnicas de aglomeración (sólido/sólido) más ampliamente usadas son briquetización, sinterización, nodulización y peletización.

Briquetización

• Es la compresión de mezclas de finas partículas con varias formas de aglutinante para producir grandes partículas compuestas, proceso que ocurre sin reacción química. El aglutinante puede ser un material inorgánico, cal, cemento, arcilla u orgánico, alquitrán o brea. En algunos casos, las briquetas son después calentadas para producir fuerza adicional.

Briquetas de carbón minera

Peletización Este proceso consiste en hacer rodar los polvos finos en

un barril o disco con agua y algunas veces con un aglutinante de arcilla inorgánica. El agua moja las finas partículas y las fuerzas capilares en los poros entre las partículas las unen. El proceso es parecido a hacer rodar bolas de nieve y pueden fabricarse con mucha facilidad grandes pelets porosos de 10 – 30 mm de diámetro.

Estos pelets antes de entrar al horno o sin calentar pueden manipularse sin que se degraden pero para lograr resistencia en temperatura estos deben ser calentados para formar enlaces en el estado sólido entre las partículas.

Peletización

Sinterización • La sinterización envuelve sólo difusión, no

fusión. Es aplicada en la consolidación de polvos compactos metálicos y cerámicos que han sido calentados a temperaturas aprovechando sus puntos de fusión para permitir que la difusión tenga lugar en los puntos de contacto de partículas contiguas, así crecen juntas para producir una entidad.