Procesos

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Procesos
pirometalúrgicos
Seco4.1. S. E. KHALAFALLA
Seco4.2. J. W. EVANSVC. H. Koo
Seco4.3. H. Y. SOHNy E. T. TURKDOGAN

Seco
4.4. l. B. CUTLER
Seco
4.5. E. T. TURKDOGAN

Seco C. H. Pm
4.6.

4.1. LA TOSTACIÓN COMO PROCESOUNITARIO
4.1.1. Introducción
En la transformación, de las materiasprimas en las menas,hastalos
metales como productos terminados, la tostación representa unasignificativa e importante etapa. Específicamente,la tostación cubre, por
una parte, operaciones intermedias entre preparación de minerales y
concentración, y por la otra, operaciones recuperacióny acabadode
de
metales. En la tostación tradicional intervienen reacciones químicas
con la atmósfera del horno a temperaturasinferiores a los puntos de fusión de la carga o del producto. Lasreaccionesque ocurren en estado
fundido para producir metal, mata o escoriasedistinguen, desdeel punto de vista de la metalurgia, como operacionesde fusión.
Desdeel punto de vista químico, en la tostación puedenocurrir reaccionestales como la oxidación, la reducción o magnetización(reducción
controlada), y la sulfatación o cloración. Desde el punto de vista del
proceso, la tostación puede serautógena,por insuflado, instantáneao
volatilizante, mientras que desdeel punto de vista operativo, puedellevarse a cabo por suspensión fluidización. La tostación involucra cambios
o
químicos diferentes a los de la descomposicióntérmica (generalmente
incluidos bajo el nombre de calcinación). Algunas veces,una tostación
puede realizar simultáneamenteun secadoy una calcinación. Por ejemplo, las primerasetapasen la tostación de la covelita (CuS) son en realidad una calcinación hasta CU2S
con la eliminación de azufre, el cual escapa como gas hacia la superficie de cadapartícula para quemarseallí y
ta o de la calcocita setiene etapasde la tostación
térmica de CUSO4. CuO
formar S02' En las últimasla descomposición oxidante de la cove '-

~

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292

CAP. 4. PROCESOS
PIROMETALÚRGICOSa cuprita. De esta manera,la tostación dependede la difusión de las especiesquímicas a través de los productos y hacia el frente de reacción
en cada partícula. De esta forma, en la tostación de la calcocita (CU2S)
o en la segundaetapa de la tostación de la covelita (C.uS),el oxígeno
debe difundir hacia el interior de la partícula y el S02 hacia afuera de
ella. Para auxiliar a la difusión,debe haber una corriente de aire para
mantener a un valor pequefio la presión parcial de los productos gaseososen el exterior de las partículas.
La tostación magnetizantey la tostación clorante son por lo general
de carácterreductor y requieren de un buen control en la atmósferadel
horno con respectoa la relación CO/C02 ya la relación H2/C12.La sinterización esgeneralmente procesooxidante queseutiliza paraeliminar
un
carbonatoy sulfuro, así como para producir productos aglomerados.
4.1.1.1. Tipos de tostacionesmetalúrgicas
La tostación no sólo se utiliza para realizar la oxidación, sino que
puedecumplir cualquierade los siguientesobjetivos:(l)
l. Tostación Gxidantepara quemar el azufre de los sulfuros y reemplazarlo total o parcialmentecon oxígeno en la red cristalina.
2. Latostación magnetizan efectúa la reducción controlada de
te
hematita a magnetita, permitiendo así la concentraciónde la mena mediante separación
magnética.
3. Tostación sulfatante para convertir sulfuros u óxidos metálicos
en sulfatos, generalmenteantes de la lixiviación. Ésta es, en especial,
valios.a
para menasde manganeso de uranio.
y
4. Tostación clorante para convertir ciertos metalesensuscloruros
volátiles.
5. Tostación carburizante para preparar metalesrefractarios o calcinados para la cloración, como es el casode las menasde titanio y circonio.
6. Tostación en presenciade carbonato de sodio para extraer de sus
menaselementosrefractarios, tales como el cromo, mediante la formación de compuestossolubleslixiviables como el cromato de sodio.
7. Tostación segregante...