Convertidor de Pierce – Smith
Alejandro Rodríguez Rodríguez Fernández
Introducción.
La calcopirita es calcopirita es el principal mineral del que se extrae el cobre. También existen menas oxidadas de cobre, pero son menos abundantes. La calcopirita está formada por sulfuros de cobre y hierro (FeCuS !. "ero el mineral contiene además tra#as de otros compuestos, por lo que deberá reali#arse una separaci$n, separar la mena de la %an%a. "ara ello se reali#a una trituraci$n y molienda donde la separaci$n ocurre por flotaci$n. &n este punto el contenido en cobre en la calcopirita molida es aproximadamente un '). &l cobre se extrae de la calcopirita mediante un proceso pirometal*r%ico que consta de dos etapas+ Se reali#a un proceso de fusi$n en el que la calcopirita es sometida a unos --C para pasarla de s$lido a l/quido. La fusi$n se reali#a en un horno de re0erbero con el fin de obtener la mata de cobre. cobre. La mata de cobre consiste en una me#cla de sulfuros de de hierro y cobre. La reacci$n qu/mica puede expresarse as/+ FeCuS FeS 1 C2 S Se introduce la mata de cobre en un Convertidor de Pierce – Smith. Smith .
El Convertidor de Pierce – Smith.
&l Con0ertidor de "ierce 3 Smith o C"S es el dispositi0o para la extracci$n de cobre utili#ado en el 45) de las fundiciones de cobre. Su funci$n es oxidar la mata fundida para obtener un cobre, c obre, denominado cobre blister , de un 46 47) en pure#a. &l con con0ert 0ertid ido or cons consis iste te en un reac reacto torr sem semicon iconti tin nuo de burb burbu u8eo 8eo, cil/ cil/nd ndri rico co,, de apro aproxi xima mada dame ment ntee 9.5 9.5 metro metross de diám diámet etro ro por por metr metros os de lar%o. &l proceso proceso es cerrad cerrado, o, es decir decir,, la car%a es la misma, tratada y lle0ada hasta el final del proc roceso eso sin recar% ar%a de mater ateria ial. l. :e este este modo me8or e8oran an las las condiciones de traba8o y se reducen las emisiones ambientales. 1
La transformaci$n de matas a cobre blister tiene lu%ar en dos etapas. &n la primera etapa, al%unas 0eces denominada soplado a escoria, se reali#a la desulfuraci$n del sulfuro ferroso con escorificaci$n del hierro. Los sulfuros de hierro se oxidan %racias a un flu8o de aire comprimido que entra por las toberas. &l sulfuro se oxida produciendo di$xido de a#ufre en estado %aseoso. "ara acomple8ar el hierro y formar la escoria, se a;aden al%unos materiales fundentes, como s/lice o cal. La escoria está compuesta por $xido de hierro y s/lice (Fe<.Si< llamada fayalita! y se separa de la mata por su menor densidad. =mbas fases, escoria y mata, son l/quidas pues la temperatura en el interior está en el inter0alo de >54- C. &sta temperatura se mantiene por la liberaci$n de calor en la combusti$n del a#ufre con el ox/%eno del aire que entra por las toberas. La reacci$n qu/mica que tiene lu%ar en esta fase es la si%uiente+ FeS 1 '? < Fe< 1 S< &n funci$n del tipo de equipo y de las condiciones de operaci$n, la escoria puede lle0ar cantidades si%nificati0as de cobre por lo que será procesada en un horno de limpie#a antes de ser descartada, o en0iada a una planta de concentraci$n por flotaci$n, externa a la fundici$n. La se%unda etapa se denomina+ soplado a cobre. Se si%ue inyectando ox/%eno a tra0és de las toberas. Los sulfuros de cobre reaccionan con el ox/%eno para formar $xido de cobre. Lle%a un momento en el que el $xido cuproso reacciona con el sulfuro de cobre, obteniéndose el cobre bl/ster. Las reacciones que tienen lu%ar son las si%uientes+ &n primera instancia, CuS 1 '< Cu< 1 S< Lle%a un momento en el que reaccionan $xido y sulfuro de cobre, Cu< 1 CuS 6Cu 1 S< "or lo tanto, la reacci$n total en esta etapa es+ CuS 1 < Cu 1 S< 2
=l eliminar el a#ufre de la mata o metal blanco, las dos fases, l/quidas e inmiscibles, se separan por %ra0edad. La fase metálica, la más pesada (cobre bl/ster! se deposita deba8o, mientras la más li%era (escoria oxidada! en la parte alta porque su densidad es menor. :espués de la con0ersi$n en el Con0ertidor de "ierce 3 Smith, el cobre bl/ster se someter/a a otros procesos, procesos de afino, para obtener cobre con un %ran ni0el de pure#a. &l si%uiente esquema muestra el proceso para la obtenci$n del cobre.
Se denomina @"rimary copper production routeA al proceso de obtenci$n a partir del mineral, mientras se denomina @Secondary copper production routeA al proceso de obtenci$n de cobre a partir de residuos (chatarras! que conten%an este material.
Bibliografía:
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