Pirometalurgia

PRINCIPIOS Y CARACTERISTICAS

34

CAPITULO 3 PRINCIPIOS Y CARACTERISTICAS
3.1 INTRODUCCIÓN

Un mineral es una sustancia que existe en forma natural y que tiene una composición química característica, expresada por una fórmula química. La mayoría de los minerales en la faz de la tierra se encuentran en formas diseminadas. Algunas referencias listan sustancias orgánicas, como el carbón y elpetróleo, como recursos minerales, sin embargo, esos no son minerales sino mezclas complejas sin fórmula química definida. Los minerales tienen un nombre químico y un nombre mineralógico. Por ejemplo, el sulfuro de plomo es llamado galena, el cloruro de sodio, halita, etc. La tabla 2.1 lista algunos de estos nombres.

Tabla 3.1: Nombres de especies mineralógicas.
Nombre Apatita ArsenopiritaBauxita Bórax Carnalita Calcocita Calcopirita Cuprita Galena Formula Química 3 Ca 3 (PO4 ) 2 · CaF2 FeAsS Al2 Si4 O10 (OH)2 Na2 B 4O 7 · 10H2 O KCl · MgCl2 · 6H2 O Cu2 S CuFeS2 Cu2 O PbS Nombre Gypsum Hematita Kaolin Magnetita Molibdita Pirita Silvita Sílice Talco Formula Química CaSO4 · 2H2 O Fe2 O3 Al2 Si 2O 5 (OH)4 Fe3 O4 MoS 2 FeS2 KCl SiO2 Mg3 Si 4O 10(OH) 2

El objetivo fundamental en eltratamiento de minerales es la separación de los componentes con valor de las impurezas que los acompañ an. Esto ocurre porque los minerales no se encuentran solos en la naturaleza. Por ejemplo, los minerales de cobre son acompañados de óxidos de hierro y silicio, los cuales son impurezas en la producción de cobre. Algunos procesos extraen más de un componente con valor, por ejemplo en algunosprocesos de extracción de cobre también se obtiene molibdeno, plata y oro. Generalmente el diagrama conceptual para el tratamiento de minerales consiste de tres etapas: 1. 2. 3. preparación extracción recuperación La figura 3.1 ejemplifica el diagrama conceptual.

PRINCIPIOS Y CARACTERISTICAS

35

En la etapa de preparación el mineral es preparado para su extracción. Esta etapa consiste,generalmente, de varias etapas de trituración y molienda. Estas operaciones juegan un importante rol en los costos de capital y operación porque ello representa un factor importante en los costos totales de tratamiento. En la etapa de extracción se separa el mineral de la ganga. Generalmente esta etapa consiste de una operación, tal como lixiviación, medio denso, flotación, o separación magnética. Algunasveces la etapa de extracción utiliza dos operaciones, como por ejemplo, calcinación y lixiviación. Finalmente, operaciones como cristalización, precipitación, reducción, extracción por solventes, calcinación, adsorción, intercambio iónico, o reducción, permiten recuperar el (los) componente(s) valioso(s) del mineral.

MINERAL

PREPARACION

EXTRACCION

RECUPERACION

PRODUCTO

Figura3.1: Diagrama Conceptual para el procesamiento de minerales.

3.2

TECNOLOGIA DE PROCESOS

Los procedimientos de extracción de metales desde minerales y/o concentrados se pueden clasificar en hidrometalúrgicos y pirometalúrgicos. La pirometalurgia consiste de los procesos tradicionales de alta temperatura de calcinación, fusión, conversión y refinación. La hidrometalurgia es relativamente nuevaen comparación a la pirometalurgia, e incluye procesos donde metales, sales u otros compuestos son tratados químicamente involucrando agua u otro solvente. La hidrometalurgia opera generalmente en el rango de temperatura de 25 a 250 ºC. La figura 3.2 muestra la relación entre hidrometalurgia y pirometalurgia.

PRINCIPIOS Y CARACTERISTICAS

36

EXPLOTACION

PREPARACION

TratamientoPirometalurgico

Tratamiento Hidrometalurgico

LIXIVIACION

CONCENTRACION

FUSION

TRATAMIENTO DE SOLUCION

CONVERSION

EXTRACCION

REFINACION

PRODUCTO

Figura 3.2: Relación entre pirometalurgia e hidrometalurgia.

3.2.1

OPERACIONES DE PREPARACIÓN DE MINERALES

Las operaciones de preparación de minerales consisten generalmente en la reducción de tamaño, clasificación y...