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Metalurgia del Cobre
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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
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Consumo de Cobre Varios Industria Eléctrica Transporte
Maquinaria Industrial Construcción
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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
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Cobre-Oxigeno
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Minerales de Cobre Oxidados: prácticamente agotados Sulfuros
Cobre nativo MINERALES MIXTOS Y DE BAJA CONCENTRACIÓN
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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
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Pirometalurgia
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Flotación por espumas Colectores Espumantes Reguladores
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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
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Tostación
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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)
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Fusión
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Outokumpu
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INCO
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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
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Convertidor Pierce Smith
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Convertidor Noranda
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Proceso Mitsubishi
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Tratamiento para óxidos de Cobre
Mineral Concentración Estática Lixiviación Dinámica Purificación Electrólisis
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In situ
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En montones
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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
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Dinámica
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Agentes lixiviantes Óxidos: Sulfuros Cobre nativo:
Ácido sulfúrico diluido Disoluciones amoniacales Sulfuros Disoluciones de sales de Fe(3+) Cloruros Lixiviación bacteriana Cobre nativo:
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Extracción Objetivo: Técnicas: Concentración Purificación
Precipitación Técnicas: Extracción con disolventes orgánicos Cementación Electrorecuperación
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Extracción con disolventes
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Cementación con chatarra de hierro
Cu2+ + Fe Cu +Fe2+
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Electrorecuperación Reacción catódica Cu2+ +2 e- Cu Reacción anódica
H2O2H+ + ½ O2 +2e- Cátodo: Cu puro Ánodo: Pb, Ti aleado Tensión aprox. 2 V
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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
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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
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