Metalurgia del Cobre

Cobre Principales propiedades: r= 8,9 gr·cm-3 Masa atómica= 63,57 Z=29 TE= 1083 ºC Gran tendencia a la oxidación Alta conductividad térmica y eléctrica FCC Blando Dúctil y tenaz

Consumo de Cobre Varios Industria Eléctrica Transporte Maquinaria Industrial Construcción

Cobre Al: Cuproaluminios Sn: Bronces Zn: Latones Otros: Ni, P, S Principales aleaciones: Al: Cuproaluminios Sn: Bronces Zn: Latones Otros: Ni, P, S Riesgo de O

Cobre-Oxigeno

Minerales de Cobre Oxidados: prácticamente agotados Sulfuros Cobre nativo MINERALES MIXTOS Y DE BAJA CONCENTRACIÓN

Tratamiento para sulfuros de Cobre Mineral 0,5-2% Cu Concentración 30 %Cu Tostación/Sinterización PIROMETALURGIA HIDROMETALURGIA Fusión para mata Lixiviación Conversión Purificación Afino térmico y electrolítico Electrólisis

Pirometalurgia

Flotación por espumas Colectores Espumantes Reguladores

Tostación Cinética sólido-gas 500-700 ºC CuS +O2  CuO + SO 2CuS +7/2 O2  CuO·CuSO4 +SO2 CuFeS2 +4 O2 CuSO4 + FeSO4 2CuFeS2 + 13/2 O2  2CuO + Fe2O3 + 4SO2

Tostación

Fusión Cu2O (d,e) + FeS (d,m) Cu2S (d,m) + FeO (d,e) Objetivos: concentrar, separar (evitando perdidas) y fundir Equilibrio Cu-Me (Fe)-O-S Calentamiento extrínseco e intrínseco Escorificantes (SiO2)y fundentes 4 CuFeS2 + 5 O2  2Cu2S·FeS (d,m) + FeO (d,e) + 4SO2 2FeO + SiO2  2FeOSiO2 (d,e) 3 Fe3O4 + FeS  10FeO + SO2 Cu2O (d,e) + FeS (d,m) Cu2S (d,m) + FeO (d,e)

Fusión

Outokumpu https://www.youtube.com/watch?v=-rTAEwv-DVU

INCO

Conversión Objetivo: Obtención de metal de alta pureza 1350 ºC Etapa escorificante 2FeS (d,m)+3 O2  2FeO (d,e) +2SO2 2FeO + SiO2  2FeOSiO2 (d,e) Escoria ferrosa (viscosa) y metal blanco Etapa desulfurante 2Cu2S + 3 O2  2CuO + 2SO2 2 Cu2O + Cu2S  6Cu + SO2 Escoria cuprosa (reverbero) y Cobre blíster

Convertidor Pierce Smith

Convertidor Noranda

Proceso Mitsubishi

Tratamiento para óxidos de Cobre Mineral Concentración Estática Lixiviación Dinámica Purificación Electrólisis

In situ

En montones

En estanques tela filtrante que se carga con mineral y se inunda con las soluciones de lixiviación Estructura de hormigón protegido interiormente fondo falso de madera

Dinámica

Agentes lixiviantes Óxidos: Sulfuros Cobre nativo: Ácido sulfúrico diluido Disoluciones amoniacales Sulfuros Disoluciones de sales de Fe(3+) Cloruros Lixiviación bacteriana Cobre nativo:

Extracción Objetivo: Técnicas: Concentración Purificación Precipitación Técnicas: Extracción con disolventes orgánicos Cementación Electrorecuperación

Extracción con disolventes

Cementación con chatarra de hierro Cu2+ + Fe  Cu +Fe2+

Electrorecuperación Reacción catódica Cu2+ +2 e- Cu Reacción anódica H2O2H+ + ½ O2 +2e- Cátodo: Cu puro Ánodo: Pb, Ti aleado Tensión aprox. 2 V

Afino Afino térmico Afino electrolítico Previo a la colada de ánodos Vía hidro y piro Reducción de contenido en S y O 99,9 % de pureza Afino electrolítico Tras la colada de ánodos 99,99999 % de pureza

Electroafino Reacción anódica Reacción catódica Cu Cu2+ 2Cu+ +2H+ + ½ O2 2Cu2++H2O Reacción catódica Cu2+ +2 e- Cu Cátodo: alma de Cu puro o acero inoxidable Ánodo: Cu impuro Tensión aprox. 0,24 V