Electrorefinación del Cobre y Tto Lodos

Agosto 2006 Refinería, Agosto 2006

1

Southern Peru TOQUEPALA-CUAJONE-ILO-LIMA

Lima

a Puno

Suches

Cuajone

a Arequipa

Pozos

Moquegua

Toquepala Quebrada Honda

Fundición

Refinería Muelle

carreteras públicas ferrocarril túneles línea eléctrica línea de agua relaves carretera SPL

Ilo Coquina

Ite

a Tacna Refinería, Agosto 2006 a Tacna

2

Proceso Minero Metalúrgico MINAS TOQUEPALA & CUAJONE

LIXIVIACION

CONCENTRADORAS

CATODOS DE LIXIVIACION A PUERTO

ESPESADORES

MOLIENDA

FLOTACION

N° 1 N° 3

N° 2

N° 4 N° 5

FUNDICION REFINERIA PLANTA ELECTROLITICA

CATODOS VAPOR A PLANTA DE FUERZA

C.M.T. PLANTA DE ACIDO SULFURICO

ANODOS

Refinería, Agosto 2006

PUERTO

3

DIAGRAMA DE FLUJOS REFINERIA – ILO 2006 PLANTA ELECTROLITICA PREPARACION Y REFIINACION ELECTROLITICA

FUNDICION

GRUA TELESCOPICA

PRENSA DE ANODOS

+

-

A Refinería

ANODOS 99.7%

-

oo

CATODO DE GRADO “A” 99.99%

LODOS ANODICOS

PLANTA METALES PRECIOSOS SELENIO COMERCIAL Se : 99.51%

REACTOR DE DESELENIZADO

TK S DE OXIDACION

oo

PURIFICACION ELECTROLITO

LODO COMERCIAL

LINGOTES DE Ag Ag : 99.99%

HORNO INDUCCION

LODO DESELENIZADO

CELDAS THUM -

CRISTALES

GRANALLAS DE Ag Ag : 99.99%

EVAPORADOR

+

-

DORE 98.8%

LODOS DE PLATA

HORNO COPELA

ORO REFINADO Au : 99.99%

HORNO INDUCCION

CONCENTRADO DE COBRE DE LIBERADORA

ESPONJA DEAgosto 2006 Refinería, LIXIVIACIONES

Pt - Pd

SULFATO DE NIQUEL

4


5

Proceso electrolítico

1. Electrodos: Ánodos y Laminas (Cátodos) 2. Electrolito: Solución ácida de cobre. 3. Corriente: Sistema Walker, DC 29,450 Amp.,380 v. 4. Aditivos: Cola, Thiourea, Acido clorhídrico .

5. Equipos e Infraestructura: Tanques, Bombas, filtros, intercamb. de calor, tuberías, celdas poliméricas. 6. Personal: Operadores y técnicos


6

ANODOS DE FUNDICION


7

PRENSA DE ANODOS Mejorar Verticalidad

Capacidad: 2.8 Anodos/min

FABRICANTES: FURUKAWA MITSUBISHI METAL CORP.

KAWAZOE MACHINE WORKS LTD.


8

MAQUINAS ESPACIADORA ANODOS & LAVADORA DE CORROIDOS FABRICANTE: OTHE KOSAN CO. TIPO:

Chain conveyor

MAQUINAS ESPACIADORA ANODOS

Espaciado de Ánodos antes de ser cargado a celdas Capacidad:

7 celdas

MAQUINA LAVADORA CORROIDOS

En operación desde 1974

Lavado de Ánodos corroídos antes de ser enviados a Fundición. Capacidad: 6 celdas


9

CAMBIO DE ELECTRODOS EN CELDAS 1. Extracción de los Ánodos corroídos de celdas y coloca en Máquina Lavadora de A. corroídos. 2. Transporte de Ánodos de la espaciadora de Ánodos a celdas electrolíticas (Material Polimérico). 3. Drenaje del electrolito de las celdas. 4.

Evacuación del Lodo Anódico.

5. Lavado de celdas 6. Carga y acondicionado de los Ánodos. 7. Carga y acondicionado de láminas. 8. Llenado del electrolito a celdas. 9. Completada operaciones, aplicar corriente eléctrica. Refinería, Agosto 200610. Personal 04 trabajadores por10turno.


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LAMINAS DE ARRANQUE 1. Se refinan Ánodos Madre, mediante el uso de Planchas Madre, en proceso de 24 Horas. 2. Las PM con depósito se cuelgan del Carrusel, se lavan, Deslaminan, se aplica solución deslaminante y se ubican en la cadena transportadora.


3. La grúa toma las PM sin deposito, las toma la grúa y siembra nuevamente en las 12 celdas.

DESLAMINADO PLANCHAS MADRES 1. Separación suave de las hojas de cobre.

2. De acuerdo a su peso es seleccionada para láminas o para formar Orejas. 3. Si presenta defectos físicos es separada para otros usos. ESPECIFICACIONES


Peso Promedio:

6.8 kg

Espesor:

0.7 mm

Producción diaria:

5,512

Cu (%):

99.998

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MAQUINA PREPARADORA DE LAMINAS Preparación de las laminas de arranque o Cátodos Iniciales. 1. PASOS 2. Toma la Hoja de cobre 3. Ubica la barra soporte

4. Coloca dos orejas 5. Remacha las orejas y la hoja 6. Estampado de la Lámina 7. Carga a celdas Capacidad: 6 Láminas/min En Operación desde 1974 Refinería, Agosto 2006

Tipo: Matriz estampado

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PREPARACION LAMINA DE ARRANQUE 1. El Estampado de laminas para Imprimir nervaduras paralelas a los bordes y círculos concéntricos. 2. El estampado impreso mejora la verticalidad de las láminas en celdas. 3. Se controla la Verticalidad de lámina, Peso, Remachado, Dimensiones y rigidez de las laminas producidas. Fabricante: MITSUBISHI METAL CORP. Refinería, Agosto 2006

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CARGA DE LAMINAS A CELDAS 1. Una grúa del tipo puente, carga las Láminas de arranque preparadas a celdas. 2. Se acondicionan en celdas, garantizando que no tengan contacto con los ánodos. 3. Se cargan 53 Unidades por celda Especificaciones de la Grúa •Fabricanter:SANO HEAVY INDUSTRIES CO. LTD. •Capacidad: 22/5 tons Refinería, Agosto 2006

•Veloc. Travesia: 10 m/min

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FILTRADO DEL ELECTROLITO Separar los sólidos en suspensión del electrolito, para evitar contaminación catódica.

Características •Tipo : Discos •Mat. Filtrante: Tela. •Presión: 3 Kg/Cm2. •Caudal : 2500 l/min.


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CALENTAMIENTO DEL ELECTROLITO Calentamiento del electrolito a 65 oC, con Vapor Saturado.

Especificaciones •Unidades: 05 •Tipo : Grafito. •Presión: 0.4 Kg/Cm2. •Flujo : 7,000 l/min.


19


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CONTROLES RECTIFICADOR DE 30 KA Operación automática Provee corriente rectificada a celdas. Unidades:

2

Capacidad unitaria: 15 KA Voltage


450 V

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ESQUEMA ELECTRICO DC PLANTA ELECTROLITICA AMPLIACION AB

NAVE A B

88

87

86

85

84

83

82

81

78

77

76

75

74

73

72

71

80 70 MODULO PILOTO

68

67

66

65

64

63

62

64

58

57

56

55

54

53

52

51

NAVE CENTRAL

1L4

1L3

54

53

1L2

1L1

52

51

1º LIBERADORA

46

45

44

43

42

41

36

35

34

33

32

31

26

25

24

23

22

21

16

15

14

13

12

11

NAVE C D 2L4

2L3

2L2

2L1

2º LIBERADORA

12 KA

15 KA

21 KA

RECTIFICADORES FUJI CRMA/98 RECTIFICADOR FUJI

RECTIFICADOR FUJI

15 KA

RECTIFICADORES WESTINHOUSE RECTIFICADORES WESTINGHOUSE


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DETECCION DE CORTOCIRCUITOS Detección y Corrección de Cortocircuitos. Método Gausimetro Voltímetro ETAPAS . Detección . Anular

Cortocircuito

Eficiencia Cte (%): > 98% Tiempo: 2 Operarios/day Refinería, Agosto 2006

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COSECHA DE CATODOS 1. Extracción de Cátodos de celdas, luego de 12 días en proceso de electrorefinación. 2. Extracción de ánodos corroídos de celdas, lavados, pesados y despachados a Fundición. 3. Evacuación de Lodos Anódicos, para procesar en Purificación. 4. Lavado de las celdas y los contactos (Busbars). Refinería, Agosto 2006

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CONTROL CALIDAD DE CATODOS 1. Los cátodos se lavan por 30 seg. en agua caliente (65 oC) y se realiza inspección al 100%. 2. Los Cátodos con defectos físicos son separados para reparación. 3. Las Causas de No Conformes son: Nódulos, Lodo, Mal Contacto, Doblados, Lodo Flotante y Otros. Refinería, Agosto 2006

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MAQUINA LAVADORA DE CATODOS 1. Nuevo Lavado con agua caliente (65 oC) mediante sprays superiores y laterales. 2. Se agrupan de 19 a 22 cátodos para formar paquetes de Cátodos. 3. Se extraen las barras de suspensión (Crossbars).

FABRICANTE: MITSUBISHI METAL CORP. Refinería, Agosto 2006 27

ENFLEJADO Y PESADO DE PAQUETES

1. PASOS 2. Contabilizar los cátodos por paquete. 3. Pesar Paquete y registrar data en la PC.

4. Imprimir y pegar Etiqueta con código barras 5. Rotular con pintura. 6. Enflejado del paquete. 7. Transporte a área de stock.


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DESPACHO DE CATODOS 1. Lavado de paquetes con Vapor y soplado con aire.

2. Control de Calidad de Paquetes y verificación de la información. 3. Cargar Paquetes a plataformas de ferrocaril. 4. Lectura de Información en Plataformas, preparación de guía para el despacho 5. Traslado a Puerto para embarque. Refinería, Agosto 2006

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Proceso electroquímico

ANODO

CATODO

Oxidación

Reducción Cu+1 + e-

Cu° - e

Cu°


Cu+1

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SEGUNDA LIBERADORA, TKs LIXIVIACION Y EVAPORADOR 1. Tks de Lixiviación del cobre remanente en los lodos anódicos (< 3%). 2. Celdas de Segunda Liberadora para la extracción de impurezas del electrolito.

RIÑONES

3. Extracción de Sulfato de Níquel y producción de Acido negro mediante el Evaporador.


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33


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PLANTA DESALINIZADORA AGUA DE MAR

Capacidad:

1,000 m3/day

En Operación desde:

Dec. 1990

Tempratura proceso:

61°C

Destilación del agua de mar, para producir agua de alta pureza, para los

Marca:

Aquaport 1,000

consumos en Refinería.

Fabricantes:

I.D.E. Technologies Ltd.


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CALDERA BABCOCK WILCOX Abastece vapor saturado para el calentamiento del electrolito, petróleo y otros propósitos en la Refinería.

Capacidad: 20 ton/h En Operación: desde 1974 Marca: Babcock Wilcox


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EQUIPO DESELENIZADOR 1. Horno Eléctrico, donde se carga del lodo Anódico, para volatilizar el selenio existente. 2. Temperatura de operación: 500 oC. 3. Se aplica oxígeno y luego SO2, para oxidación y sulfatizaciones respectivas. 4. Produce Lodo deselenizado. 5. Tiene una capacidad de tratamiento de 1000 Kg. Arranque:

Jan. 1997

Marca:

OUTOKUMPU WENMEC


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PROCESO DEL LODO COMERCIAL EN EL TOSTADOR DE SELENIO OBJETIVO: Recuperar el selenio de los lodos Anódicos REACCIONES

REACTOR DE SELENIO

Reacciones oxidantes: LODO COMERCIAL Anhidrido sulfuroso Oxígeno Aire

Se



+ O2

SeO2

Ag2Se (s) + O2

 2 Ag (s) + SeO2

Ag2Se (s) + 3/2 O2



Ag2SeO3

Cu2Se



2CuO + SeO2

+ 2O2

Reacciones sulfatizantes: Ag2Se + SO2 +2O2



2 Ag + SeO2 + ½ O2 

Ag2SeO4 + SeO2 Ag2SeO3

Precipitación del selenio: Solución Acida (H2SO4) ) a temperatura 80-82oC.

GASES SELENIO

LODO DESELENIZADO

El SeO2 se reduce a Seo elemental por el SO2. SeO2 + 2 SO2 + 2 H2O  Se + 2 H2SO4.

Lodo Deselenizado Cu (%) : <2 Ag (%) : 25-40 Refinería, Agosto 2006

Se (%) : <2 %

39


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HORNO COPELACION 1. Se carga el lodo Deselenizado, Carbonato de sodio(5%),Bórax (5%), Conchuela (5%) y Antracita (3%). 2. Se extrae escoria de Fusión. 3. Se insufla aire dentro del Baño metálico, para la copelación. 4. Para oxidación final se aplica Nitrato de sodio. 5. Se retira escoria nítrica mediante cemento como aglomerante. Capacidad: Lodo: 4 ton. Dore: 1,200 kg

6. produce ánodos Doré. Refinería, Agosto 2006

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PROCESO DE TOSTACION EN HORNO COPELA REACCIONES 2Ag2SO4 + 2Na2CO3  4Ag + 2Na2SO4 + 2CO2 +O2 4AgCl + 2Na2CO3  4Ag + 4NaCl + CO2 + O2

Lodo deselenizado Borax Carbonato calcio Nitrato de sodio Antracita Petróleo

Na2CO3 

Na2O + CO2

2Ag2SO4 + Na2O + C  4Ag + 2Na2SO4 + CO2 2Ag2SO4 + Na2O + C  4Ag + 2Na2SO4 + CO2 Na2B4O7.10H2O  Na2O + 2B2O3 + 10H2O Ca CO3 = Ca O + CO2 NaNO3  Na2O + NO2

GASES

ANODOS DORE ESCORIA Composición Cu (%): < 5%

Ag :

98.5 %

Cu :

<0.8 %

Ag (Kg/t) : < 50 Refinería, Agosto 2006

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MAQUINA DE MOLDEO ANODOS DORE 1. Moldeo semiautomático de los Ánodos doré, para refinación. 2. Enfriamiento con agua corriente. 3. Consta de 16 moldes. 4. Cada moldeo produce 1200 Kg. de metal doré en promedio Refinería, Agosto 2006

43


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CELDAS THUM 1. Se realiza electro refinación de los ánodos Doré y produce cristales de plata fina.

2. Los Ánodos doré se ubican en canasta suspendida. 3. Los cristales se depositan en una placa de grafito ubicada en la base de la celda. 4. El electrolito no tiene circulación y opera a temperatura ambiente. 5. Se aplica corriente de 100 a 180 Amperios. 6. Se disponen de 24 celdas en operación. Refinería, Agosto 2006

45


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ELECTROREFINACION DE PLATA DORE

CELDA THUM

ELECTROLITO

ANODO

CATODO

Oxidación

Reducción

Ag° - e

Ag+1

Ag+1 + e

Ag°


Solución acuosa que contiene : Ag (gpl) : > 45 Cu (gpl) : < 30 47

CRISTALES DE PLATA Producto de la refinación del metal dore en las celdas Thum.

Ensayes Ag:

99.99%

Cu:

< 100 ppm

Impurities: < 20 ppm


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HORNO DE INDUCCION

1. Fusión de los Cristales de Plata fina. 2. Producción de Granallas mediante solidificación en medio acuoso. 3. Producción de lingotes de Plata en Lingotes de fierro. Marca: AJAX MAGNATHERMIC Capacidad : 70 - 80 kg


49


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51

SALA PROCESAMIENTO DEL ORO Pasos 1. Lixiviación del Lodo Anódico de plata, para extracción del Cu y Ag remanentes. 2. Lavado y secado Arenas de Oro y Digestión en agua regia.

3. Precipitación del Oro. 4. Lavado y secado Polvo de oro. 5. Fusión del polvo de oro y moldeo en barras de Oro.


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"Enseñar es aprender dos veces." Joubert


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Electrorefinación del Cobre y Tto Lodos

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