Pirorrefinación del Cobre Blister

Presentación del tema: "Pirorrefinación del Cobre Blister"— Transcripción de la presentación:

1 Pirorrefinación del Cobre Blister
Horno “Anódico” Horno de Refino Horno de Refinación a Fuego

2 Refino Remoción S y O Cobre de Fusión/Conversión debe ser electrorefinado Debe producir ánodos delgado, fuerte y liso  remover S y O Cu Blister 0.01% S y 0.5 % O Cu continuo 1 % S y 0.3% O S y O forman blisters 0.01 % S y 0.01% O producen 2 cm3 de SO2 (1083ºC) por cm3 de Cu. Oxidación con O2  Remoción de S a 0.001% como SO2 Reducción con HxCy  Remoción de O a 0.15% como CO y H2O

3 Métodos Industriales Hornos Rotatorios (CPS reensamblados)
Hornos de Solera Abierta (Open Hearth) Opera a 1200ºC para sobre calentar con fines de moldeo Horno se calienta durante todo el proceso con combustible fósil

4 Composiciones

5 Horno de Refino Rotatorio

6 Horno de Refino Rotatorio
Control composición Cu (1-2 tob) Flujo Aire e HxCy (bajos) 10-20 Nm3/min/tobera, 2-5 atm 250 ton Cu (0.01%S)  3-4 hrs Oxidación y 2-3 hrs Reducción 0.7 a 1% S toma 5 horas

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9 Ciclo de Refino Cu fundido es transportado por grúa en ollas de CPS al HA ( t) La carga acumulada es desulfurizada soplando aire en el Cu fundido hasta disminuirlo a 0.001% El cobre es desoxidado soplando hidrocarburos gas o líquido, hasta 0.15% O (electrodo CELOX)

10 Horno de Solera Uso principal es fundir Cu secundario (scrap) “sólido”
S se remueve con un tubo-lanza con llama oxidante sobre el scrap en forma manual Desoxidación se hace con madera “poling” costosa y riesgosa

11 Remoción S (Sistema Cu-O-S)
S + O2(g) = SO2(g) O2(g) = O K1200ºC =106 Con 0.001%S y 0.21 atm PSO2 > 1 Fuertemente favorecido

12 Remoción O (Sistema Cu-H-O)
Contenido de O es 0.6% el cual precipita como Cu2O durante la solidificación formando inclusiones durante moldeo C + O = CO(g) CO(g) + O = CO2(g) H2(g) + O = H2O(g)

13 Termodinámica H2(g) + ½ O2(g) = H2O(g) ½O2(g) = O(% en peso Cu)
½H2(g) = H(% en peso Cu)

14 COEFICIENTES DE INTERACCIÓN (fij) Y PARÁMETROS DE INTERACCIÓN (εij)

15 Producción RAF (8 etapas)
ESPERA: termino moldeo y carguío 1ra olla de Cu de CPS Horno se mantiene caliente, limpieza boca Tiempo etapa 5 a 16 hrs (9 hrs), función de Cu de CPS y disponibilidad grúas CARGUÍO: Cu de CPS en ollas de 40 ton. hasta 450 ton max. (11-12 ollas) Tiempo etapa 4 a 25 hrs (12 hrs) Una vez cargado se muestrea y se programa la operación ESCORIADO: fluidización de escoria arrastrada de CPS con aumento Tº Rastrilleo de escoria fluida con lanzas Tiempo etapa 30 min

16 Etapa Oxidación (Desulfurización)
Inyección de aire por tobera Oin = 5000 ppm quemador con llama oxidante, Sin = ppm Flujo Aire Nm3/h Tiempo etapa 2 a 3 hrs Oout = 7000 ppm y Sout = ppm Control por observación 30 a 45 min “gusano” Final operación “muestra quebrada” O mayor a 6500 ppm

17 Etapa Inyección Fundentes
Pb, Ni y As, Sb no basta oxidación Acomplejamiento con ácidos o bases Pb y Ni: inyección de granalla de escoria silícea (2 ton) + SiO2 (2 ton) Inyección se hace después de que hay 7000 ppm de O en forma lenta Después inyección se agita 20 a 40 min As y Sb: S aplican 3 dosis de 1 ton Na2CO3 y 1 ton CaCO3 Inyección se hace después de que hay 7000 ppm de O a 80 – 150 kg/min Tiempo cada dosis 15 a 25 min con escoreado Ultima dosis se deja para REDUCCIÓN

18 Etapa Reducción Reducción con dosis para mantener nivel As/Sb logrados + inyección mezcla vapor/diesel por tobera Tiempo 50 a 90 min Se escorea el baño y queda “limpio” Reducción a baño limpio con inyección mezcla vapor/diesel para producir CO y H2 Tiempo 2 a 3 horas fc. Oin Color gases cambia de blanco a oscuro Si As > 35 ppm o Sb > 30 ppm se repite etapa acomplejamiento y reducción

19 Etapa Refinación Reductora
Se hace si y solo si Se+Te > 100 ppm Se forman compuestos usando Na2CO3/Carbón. Mezcla 2 ton Na2CO3 y 2 ton Carbón se inyectan por tobera Inyección se hace después de que hay 300 ppm de O por eficiencia de reacción Inyección lenta por 20 min Luego se agita por 3 a 5 min Se forma seleniuro de Na (atm. Reductora)

20 Etapa de Moldeo Tiempo 12 hrs
Se agrega C en el circuito para evitar reoxidaciones