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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