Introduccion Al Proceso Extractivo

CLASE 1 INTRODUCCIÓN

Es de mucha importancia hacer un análisis mineralógico del material a tratar.
Todo proceso debe ser analizado a través de:

Estudio Termodinámico

Procesos

Estudio cinético

Estudio de fenómenos de transporte

Generalidades sobre los Procesos Pirometalúrgicos
Pirometalurgia: se describe como el estudio conjunto de procesos químicos y operaciones físicasa alta temperatura que, convenientemente elegidas entre diferentes variantes y en consecuencia, permiten que el metal en estado nativo o como componente de uno o varios compuestos en un mineral, pueda obtenerse en estado metálico o formando un compuesto con pureza y/o forma adecuada para su utilización posterior. Los procesos pirometalúrgicos son los métodos mas antiguos y de aplicación masfrecuente de extracción y purificación de metales. Los metales mas comunes que se tratan por estos métodos incluyen cobre, níquel, plomo, cobalto, etc. Son los procesos que utilizan una combinación de tostación, fusión, conversión, refinación (electrolítica, química, etc.).

Procesos Pirometalúrgicos más comunes
1. Calcinación
2. Tostación 3. Fusión 4. Conversión 5. Reducción 6. Volatilización 7.Metalotermia

8. Electrolisis Ígnea

Calcinación:

Descomposición de un mineral en sus óxidos formadores por
la acción del calor.

CaCO3  CaO  CO2
Tostación:

Oxidación de un sulfuro en presencia de aire. •Oxidante  oxido de metal
•Sulfatante  sulfato •Clorurante  cloruro •Aglomerante  oxido aglomerado

MS  O2  MO  SO2

Fusión: Obtención de una fase fundida. -fasemetálica reducida (Me)

-fase oxidada (escoria) -fase sulfurada (mata)
-fase con arsénico (speiss)

Volatilización:

Obtención del metal o compuesto como gas. •Oxidante y neutra  compuesto
•Reductora  metal

ZnO(s)  CO( g )  Zn( g )  CO2 ( g )

Metalotermia:

Desplazamiento de un metal de un compuesto por otro
metal mas activo o mas ávido por el metaloide formador del compuesto.TiCl4  2Mg  Ti  2MgCl2
Electrolisis ígnea o de sales fundidas:
Obtención de un metal a partir de un compuesto en estado fundido utilizando como reductor la corriente eléctrica.
2

Al2O3 (s)  43 Al (l )  O2 ( g ) 3

CALCINACIÓN
La calcinación es el proceso de calentar una sustancia a temperatura elevada, pero por debajo de su punto de fusión

para provocar la descomposicióntérmica o un cambio en su constitución física o química. La calcinación se aplica
principalmente a minerales que se descomponen al calentarlos formando un oxido y dejando en libertad un gas:

ZnCO3 ( s)  ZnO( s)  CO2 ( g ) smithsonita FeCO3 ( s)  FeO ( s)  CO2 ( g ) siderita

TERMODINÁMICA DE LA CALCINACIÓN Un estudio termodinámico de la calcinación nos va a mostrar el sentido hacia donde sedesplaza la reacción, por ejm., en condiciones estándar (25° C y 1 atm de presión) ya sea hacia los productos o reactivos y el tipo de la reacción a desarrollar, si es exotérmica o endotérmica. Analizando la calcinación de un carbonato:

CaCO3 (s)  CaO(s)  CO2 ( g )
como queremos la descomposición del carbonato el sentido de la reacción ya se ha definido y es de izquierda a derecha, pero esnecesario saber si la reacción genera o absorbe calor para desplazarse en el sentido deseado. Es necesario calcular el cambio de entalpia, obteniendo los valores de entalpia a 298 K para productos y reactivos.

De las Tablas Termodinámicas:
CaCO 3 ( s)  CaO( s)  CO2 ( g ) H ( KJ / mol ) - 1207 - 634 - 393.5 Cambio de entalpia : H reacción   H productos - H reactantes Substituyendo losvalores : H reacción  179.5 KJ H reacción  - 634 KJ mol 1mol   - 393.5 KJ mol 1mol  - 1207 KJ mol 1mol 

El resultado positivo nos indica que la reacción es endotérmica y
que requiere calor para desplazarse de izquierda a derecha

Del HSC:
CaCO3 = CaO + CO2(g) T deltaH K kJ 298 178.175 398 177.515 498 176.546 598 175.378 698 174.045 798 172.555 898 170.906 998...