UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COL OMBIA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ESCUELA DE METALURGIA. GUIA DE LAB ORATORIO DE PIROME PIROMETALURGIA TALURGIA PROFESOR: PROFESOR: ING. RAFAEL ESAU BOTIA B OTIA
No 3 TOSTACION DE LOS SULFUROS 1 OBJETIVO. 1.1 Mediante el proceso piro metalúrgico de TOSTACION y a partir de un sulfuro, en este caso un sulfuro de cobre (calcopirita), obtener óxidos de metales no ferrosos, mediante la eliminación del azufre o la reducción de este elemento en el sulfuro. 1.2 Conservar este este producto puesto que va a ser materia prima para el proceso de fusión.
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MARCO TEORICO.
2.1 Generalmente los minerales de los metales no ferrosos (cobre, níquel, plomo etc.) se presentan en forma de sulfuros y la Tostación es el proceso que se u tiliza para cambiar los compuestos metálicos a formas de tratamientos más fácil para las operaciones que siguen, así como también para remover algunas impurezas volátiles en la corriente de gases d e salida.
2.2 Para estos metales no ferrosos, su concentrado metalífero no está en una forma química de la cual pueda separarse el metal fácilmente o económicamente por medio de una reducción directa simple. Es necesario cambiarlo primero en algún otro compuesto que pueda tratarse con mayor facilidad. La tostación es un tratamiento químico preliminar, que se usa con mucha frecuencia, y que consiste específicamente en la oxidación de los sulfuros a OXIDOS. Igualmente, Igualmente, según la temperatura y tipo de mineral o concentrado que s e maneje se pueden obtener cloruros, sulfatos, sinter, etc. 2.3 Se puede decir que la tostación de los sulfuros es un proceso (de reacción de gas-sólido) en el que se pone en contacto aire en grandes cantidades, a veces enriquecido con oxígeno, con los concentrados del mineral de sulfuro. Esto se hace a temperaturas elevadas a la que se combine el oxígeno del aire con el azufre del sulfuro para formar SO2 gaseoso y con los metales para formar óxidos. El SO2 es la materia prima para la obtención de ácido sulfúrico. Las tostaciones de algunos minerales liberan arsénico que junto con el SO2 son altamente contaminantes.
3 EQUIPOS Y MATERIALES NECESARIOS: 3.1 Triturador. 3.2 Tamices. 3.3 Horno de foso, Mufla. 3.4 Bandejas metálicas. 3.5 Recipientes refractarios. 3.6 Balanza. 3.7 Crisol.
3.8 Energía (eléctrica, coque, carbón) 3.9 Instrumentos de agitación. 3.10 Mineral sulfuro de Cobre (calcopirita).
4 ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL (SU USO ES OBLIGATORIO). 4.1 Casco. 4.2 Gafas. 4.3 Protectores auditivos. 4.4 Mascarilla. 4.5 Guantes. 4.6 Overol. 4.7 Botas de seguridad.
5 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 5.1 Pesar en la balanza la cantidad de calcopi rita, previamente clasificada. 5.2 Colocar la calcopirita en las bandejas metálicas o en e l recipiente refractario. 5.3 Situar la bandeja de material refractario dentro de la mufla. 5.4 Encender la mufla y espere que ésta alcance los 600 °C 5.5 Controlar el tiempo y remover la carga cada cierto periodo de tiempo constante. Esto con el fin de que el oxígeno del aire reaccione con el mineral y se logre una tostación más uniforme. 5.6 Realizar un control estricto de la temperatura para lograr el producto que se requiere, guíese por los diagramas de equilibrio Cu-O-S. 5.7 Controlar el proceso durante ocho (8) horas mínimo. 5.8 Dejar enfriar el producto dentro del horno o mufla. 5.9 Retirar la bandeja o recipiente refractario con el material ya frio. 5.10 Pesar el material obtenido. 5.11 Guardar el producto de la tostación para su posterior fusión.
NOTA : SE PUEDE UTILIZAR EL HORNO DE FOSO . Teniendo en cuenta las recomendaciones del profesor de Laboratorio o del Ingeniero del Laboratorio. Programar para que puedan realizar e sta práctica y aprove char la prendida del horno.
6 DATOS OBTENIDOS. 6.1 Peso del óxido obtenido. 6.2 Peso del SO2 obtenido. 6.3 Rendimiento del proceso de Tostación. 6.4 Reacciones principales de la tostación. Considere tostación oxidante o a muerte. 6.5 Realice el diagrama de KELLOGS a la temperatura correspondiente a la tostación realizada.
7 CALCULOS Y RESULTADOS. 7.1 Reacción termodinámica del proceso de tostación. ¿Qué pasa si el Delta Go es mayor que cero? ¿Qué pasa si es menor? 7.2 Nombre los diferentes tipos de tostación. 7.3 ¿Cómo se controla el proceso de la tostación de los sulfuros? 7.4 De que variables depende la velocidad de tostación. 7.4 Reacción que define la cinética del proceso de Tostación. 7.5. Realice el diagrama de KELLOGS a la temperatura correspondiente a la tostación realizada.
8 CUESTIONARIO RELACIONADO. 8.1 ¿En Colombia existe alguna planta en la cual se obtenga un concentrado de cobre? 8.2 Mencione por lo menos ocho minerales susceptibles del proceso de tostación. 8.2 A nivel industrial en que tipos de horno s e realizan los procesos de Tostación, mencione por lo menos tres. 8.3 ¿Se puede considerar el proceso de sinterización como una tostación? ¿En qué consiste este proceso? 8.4 ¿Si se utilizara en el proceso de tostación una Siderita, como se denomina al producto resultante? 8.5 ¿El proceso de la tostación de los sulfuros es endotérmico o exotérmico? ¿Porque?
9 REALICE UN BALANCE ECONÒMICO DEL PROCESO REALIZADO. 9.1 Mire que entradas hay al proceso (energía, mano de obra, materia prima, maquinaria, su costo e igualmente que sale (calcina) y su c osto.
10 DESARROLLE EL PROBLEMA No 232 del B UTS 10.1 Entra: Un concentrado+ un combustible+ aire. Sale una calcina + gases.
11 RESUMA EL PROCESO DE SINTERIZACION DE PAZDELRIO-VOTORANTIM S.A .
12 BIBLIOGRAFIA. 12.1 PEHLKE, Robert. Procesos unitarios de Metalurgia extractiva. 12.2 YONG SOHN, Hong y WADSWORTH Milton. Cinética de los procesos de la Metalurgia extractiva. 12.3 BURROUGHS GILL, Charles. Metalurgia extractiva no ferrosa. 12.4 BALLESTER, Antonio, BERDEJA, Luis Felipe y SANCHO, José. Metalurgia Extractiva Volumen I. 12.5 BUTTS, Allison. Metalurgy Problems. 12.6 BOTIA, Rafael y Otros. Fundamentos del proceso siderúrgico. 2009.
TUNJA, II SEMESTRE 2016 .
