Profesor Auxiliar: Julio Daz M.

Semestre Primavera 2009

Escoria de Horno Flash y Convertidor TenienteEl primer criterio para un proceso de tratamiento de escoria es una alta recuperacin de cobre, esto es, la limpieza de la escoria limpia debera contener menos del 0.5% Cu en peso

Componentes (% en peso)CTFlashCu6-82-4Fe40-4538-42Fe3O418-258-12SiO224-2728-30

Prdidas de cobre en las escorias

El cobre en la escoria se encuentra principalmente en dos formas

Inclusiones de mata y cobre metlico atrapado mecnicamenteCobre disuelto

Disolucin de cobre

Potencial de Oxgeno en la escoriaActividad del Cobre en la mataComposicin de la escoria

Inclusiones

Infiltracin de slfuros en la ganga porosa durante la fusinOxidacin y Fusin de concentrado en suspensin sobre el baoInyeccin de concentrado en mata o escoriaAgitacin intensiva del bao y adicin de concentrado sobre la suspensin de la escoriaTransporte de la mata a la escoria debido al ascenso de burbujas de gas hacia la interfase mata-escoria

Mata de CobreCobre Metlico

Va Molienda Flotacin

Va Lixiviacin

Va Pirometalrgica

Sedimentacin ExternaRecirculacin de EscoriasHorno de Limpieza de EscoriasHorno Elctrico de Limpieza de Escorias

La efectividad de un proceso pirometalrgico para tratar escorias depende de los siguientes factores:

Se requiere un reductor (carbn o coke). El grado de contacto entre las fases y la agitacin determina la velocidad de reaccin, la cual depende del tipo de horno

La sedimentacin depende de las propiedades de la escoria y de la mata, agitacin del bao, tamao de las partculas de mata dispersas, y profundidad de escoria

El diseo y disposicin de el o los hornos

El sistema est diseado para dar un tiempo de residencia de 2 a 3 horas y una escoria de 0.55 a 0.65%Cu y 35-40% de Fe

Consumo Tpico: 1200Kwh/T de escoria fundida y 600 Kwh/T de material slido cargado

En sedimentacin, el consumo vara entre 50 y 100 Kwh/T

Carbn: Sobre el 2% por peso de la escoria cargada y sobre 5% en peso para un reductor sulfdico

El calor es generado por paso de corriente elctrica a travs de un material resistor.

La eficiencia de desarrollo de calor es dependiente de:

La intensidad de corriente

La distancia entre electrodos y la superficie de la mata o profundidad de la escoria

La resistencia especfica de la escoria. La resistencia se aumenta cambiando la composicin, agregando elementos que le den mayor acidez a la escoria.

En general, para una operacin eficiente de un Horno Elctrico de electrodos sumergidos en una escoria de resistencia, se basa en una altura de fase de escoria profunda, alto voltaje y un alto factor de potencia

Reduccin Directa:

Fe3O4 + C = 3FeO + COFeO + C = Fe + CO

Reduccin Indirecta

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2FeO + CO = Fe + CO2

Reaccin de Borde

CO2 + C = 2CO

Va Hierro

Fe3O4 + Fe = 4FeO

Difusin de CO2 a travs de la capa de difusin de gasAdsorcin de CO2 en la superficie del carbnReaccin de CDesorcin de CO desde la superficie de carbnDifusn de CO a travs de las capas de difusin de gasAdsorcin de CO sobre la superficie de escoria lquidaReaccin de reduccin de los xidos metlicosDifusin de xidos metlicos (Fe3O4-Cu2O) desde el seno de la escoria a la interfase lquida escoria-gasSi la actividad del Fe3O4 es baja; reduccin de Cu2O a cobre metlicoNucleacin y crecimiento de cobre metlico, coalescencia sedimentacinSi la actividad del Fe3O4 y Cu2O es baja, reduccin de FeO a hierro metlicoNucleacin y crecimiento de hierro metlicoReduccin de Fe3O4 y Cu2O con hierro metlicoDesorcin de CO2 desde la superficie de escoria lquidaDifusin de CO2 a travs de la capa de difusin de gas

Escoria de Convertidor Teniente200 XEscoria Reducida 400 X

Un horno de limpieza de escoria trata 120 toneladas de escoria CT, cuya composicin es de 6 % Cu, 18 % Fe3O4, 31,13 %SiO2 y 46,69 % FeT.

Mediante la alimentacin de carbn como reductor se obtiene una escoria de descarte con 1% en Cu y 6 % Fe3O4, y un eje compuesto de Cu2S y FeS equivalente a un contenido en cobre de 75%.

Si la recuperacin de cobre en el proceso es de 86% y considerando que la reaccin de reduccin es la siguiente:C + 2Fe3O4 CO2 + 6FeO

Calcule:Masa escoria reducida.Masa y composicin del eje producido.Tiempo de reduccin si se utiliza un flujo de reductor de 15 kg/min y considerando que la eficiencia del reductor es de 80% y su contenido de carbono es de 95%.

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