El proceso de redu educción ión de tamaño se realiza en 3 etapas de chancado y una de molienda fina, que llevan a reducir el tamaño de la roca desde sde aproximadamente un 1m de diámetro hasta partícul partículas as <1mm. <1mm.
El material chancado, es descargado a un silo de almacenamiento de finos. Desde este silo, una correa transportadora alimenta un molino de bolas.
Chanc ancado ado: Acció cción n de rompe mper rocas cas de gran tamaño en pequeñas piezas. La razón de reducción de tamaño, dependerá del equipo de chancado emple empleado ado:: Primar Primario io,, Secun Secundar dario io,, etc. etc.
Diagrama de un chancador de mandíbula Diagram of jaw crusher.
Type
Hardness
Reduction ratio
Jaw cr crushers
Soft to to ve very hard
3/1 to 5/ 5 /1
Type
Hardness
Reduction ratio
Gyratory crushers
Soft to very hard
4/1 to 7/1
Type
Hardness
Reduction ratio
Jaw crushers
Soft to very hard
3/1 to 5/1
Cone crushers
Medium hard to very hard
3/1 to 5/1
Gyratory crushers
Soft to very hard
4/1 to 7/1
Type
Hardness
Reduction ratio
Horizontal shaft impactors
Soft to medium hard
10/1 to 25/1
Type
Hardness
Reduction ratio
Vertical shaft impactors (autogenous)
Soft to very hard
2/1 to 5/1
Vertical shaft impactors (shoe and anvil)
Medium hard to very hard
6/1 to 8/1
S. Albornoz 2º2009
Existe un límite para el cual los chancadores son eficientes y, pasado éste, se utilizan los molinos, los que realizan la reducción de material para tamaños más finos.
Mineral de Cobre
Roca Mineralizada
1” (pulgada)= 2,54 cm 1 μm (1 micrómetro)= 10 -6 m
S. Albornoz 2º2009
La molienda es la operación final de reducción de tamaño o la liberación de las partículas valiosas del mineral, para proceder a su concentración.
MINERAL
CHANCADO 2º-3º
FLOTACIÓN
RELAVES HARNEROS CHANCADO PRIMARIO
CONCENTRADO DE COBRE HUMEDO MOLIENDA
ESPESAMIENTO
FILTRADO
SECADO
CONCENTRADO DE COBRE
En la operación de flotación, la concentración de minerales se realiza gracias a las diferencias entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral o especie de valor y la ganga.
El principio de la concentración por flotación, se basa en la adhesión de algunos sólidos a burbujas de gas (usualmente aire) generada en la pulpa por algún medio externo, en la celda de flotación. •
Las burbujas de aire transportan los sólidos a la superficie, donde son recolectados y recuperados como concentrado. La fracción que no se adhiere a las burbujas permanece en la pulpa y constituye el relave •
•
SALVACIÓN EN BALSA En esta fotomicrografía, que muestra el mecanismo del proceso de flotación de minerales, las partículas oscuras de galena, mineral del cual se extrae el plomo, están unidos a burbujas de aire. La galena normalmente se mojaría con el agua, pero si se añade xantato, una sal química, la galena pierde su tolerancia por el agua (volviéndose HIDROFÓBICA). Si entonces se introduce aire por el fondo del tanque de flotación, las partículas de galena con el xantato suben a la superficie.
El concentrado obtenido de las celdas de flotación alimenta al espesador de concentrado desde donde se recupera el 75 % del agua que retorna al proceso y por la descarga inferior del espesador se obtiene el concentrado que se envía a una etapa de filtrado.
El agua recuperada del filtro retorna al proceso y el concentrado filtrado es producto final que se almacena en un edificio cerrado. El concentrado será cargado a camiones, los que serán
•
Los minerales Cu-Fe-S no se disuelven fácilmente en soluciones acuosas, por lo que la mayoría de extracción de cobre se hace desde minerales por PIROMETALURGIA.
Área de la metalurgia que involucra procesos realizados a elevadas temperaturas, con el objetivo de recuperar metales a partir de minerales.
El objetivo de la fusión es lograr el cambio de estado que permite que el concentrado pase de estado sólido a estado líquido para que el cobre se separe de los otros elementos que componen el concentrado.
FeS2 CuFeS2 SiO2
Al2O3
Conversión Primaria en Convertidor Teniente
Conversión Secundaria en Convertidor Pierce Smith
Fusión Ánodos en Horno Anódico
Producción Cátodos electrolíticos Proceso Electro Refinación
Fusión de Concentrados en CT Realiza el proceso de fusión del concentrado. El producto contiene 70 a 75% de cobre, llamado metal blanco. Esto es debido a que el cobre está en forma de (Cu 2S), lo que le da el aspecto blanquecino. Conc. húmedo, CF, Fundente
Gases
Escoria
Aire
y
Oxígeno
Metal blanco Toberas de inyección (conc. Seco)
Escoria
Fusión de Concentrados en CT
En el CT, el concentrado es suministrado bajo el baño y fundido en forma autógena debido al calor generado por la combustión del AZUFRE con el OXIGENO enriquecido suministrado por las toberas.
Al producirse la fusión del concentrado, este se separa por gravedad en dos fases líquidas que son inmiscibles, METAL BLANCO (74 a 76% de cobre) y ESCORIA, (10 % de cobre, 35 a 40% de fierro , 24 a 28% de sílice y 12 a 20% de magnetita) la cual flota sobre el metal blanco .
GASES Aire Enriquecido + Concentrado ESCORIA Fundente
METAL BLANCO
Fusión de Concentrados en CT AIRE (O2 , N2)
SO2 N2
O2
GASES H2O
FeS2 OXIGENO
2FeO * SiO2
CuFeS2 SiO2
ESCORIA
2CaO*SiO4
Al2O3
FUNDENTE (CaO, SiO2 ) Cu2S CALOR
M. BLANCO A CONVERTIDOR PIERCE SMITH
Mediante el proceso de conversión se tratan los productos obtenidos en la fusión, para obtener cobre de alta pureza. Para esto se utilizan hornos convertidores convencionales llamados PierceSmith, en honor a sus creadores.
74 a 76% de cobre
El convertidor Peirce-Smith consiste en un reactor cilíndrico de 4,5 m de diámetro por 11 m de largo, aproximadamente, donde se procesan: El eje (30-50%) proveniente del horno de reverbero y •
El metal blanco (74-76%Cu) proveniente del convertidor Teniente. •
Finamente se obtiene cobre blister, con una pureza de 96% de cobre.
Reacciones en el Convertidor Pierce Smith N2
Metal Blanco Cu2S FeS
Fe3O4
Aire
+
O2
SO2
N2 O2
Gases
Cu
As, Bi, Pb, etc.
Fe3O4 Cu2S SiO 2 FeS Cu O 2 FeO
Metálico (Blister)
Escoria
Cobre blister: (blister copper): Cobre producido a partir de la fusión de la mata o eje en los hornos convertidores con una pureza de 99,5%. Este cobre es llevado a los hornos de refino y de moldeo desde donde se obtiene el cobre anódico que va a la electrorrefinación. Su nombre proviene del aspecto que tienen los productos moldeados en su superficie (blister = ampolla).
PLGASES SECADOR
ESCORIA < 10 % Cu AIRE+REDUCTOR
METAL BLANCO CONVERTIDOR TENIENTE
LIMPIEZA ESCORIA
CONVERTIDOR PIERCE .SMITH
75 % Cu
METAL A CPS
AIRE BLISTER 98 a 99 % Cu
ESCORIA A BOTADERO < 1 % Cu HORNO ANODICO
HORNO RAF
RUEDA ANODOS
ANODOS
99,6 % Cu
RUEDA RAF
PLANTA OXIGENO
RAF
99,9 % Cu
Mediante la pirorrefinación o refinación a fuego se incrementa la pureza del cobre blister obtenido de la conversión. Consiste en eliminar el porcentaje de oxígeno presente el este tipo de cobre, llegando a concentraciones de 99,7 % de cobre.
En esta etapa, se procesa el cobre blister en hornos basculantes, agregando agentes purificadores especiales que se llaman fluidificantes para que se oxide una vez más, esta vez para eliminar del blister toda impureza, quedando solamente una fracción muy reducida de elementos no deseados. En este caso, la ignición de la madera permite captar el oxígeno que contiene el cobre blister como impureza y lo transforma en anhídrido carbónico (CO2), que es liberado a la atmósfera. De esta manera, la pureza del cobre se incrementa a 99,7% y el producto se denomina cobre RAF (refinado a fuego).
http://www.mirs.cl/?pag=solutions.php&lang=es
V
Concepto Electroquímico: Cu + H2SO4 Cu + H2SO4
-
CuSO4 + H2O reacción anódica (oxidación) 0.34 V CuSO4 + H2O reacción catódica (Reducción)
+
H2SO4 H2O CuSO4
C
A
Ley de Faraday (Michael Faraday, 1791-1867): Al aplicar una corriente eléctrica de corriente continua, de 96500 [coulomb/seg], entre los 2 polos, la cantidad de masa (Cu), que se depositara en el cátodo, es su equivalente gramo (63.54/2), ósea, 31.77 gramos 96500 [coulomb/seg] = 1 Faraday (constante de Faraday) 1 Faraday deposita 31.77 gramos de cobre I*t m = -------Eq * F
(Ecuación de Faraday, 1830)
Donde: m = masa que reacciona electroquimicamente, kg eq = equivalente kg I = intensidad de corriente, Amper t = tiempo, seg F = constante de Faraday, 96500 C/eq
