Fundamentos de Metalurgia Extractiva

FUNDAMENTOS DE
METALURGIA
EXTRACTIVA
MI4100-Pirometalurgia
Prof. Gabriel Riveros
16 de Agosto de 2010
Secado / Tostación

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Secado de concentrado
Conceptualmente, el secado térmico de un
concentrado de cobre no es una operación
unitaria pirometalúrgica propiamente tal debido a
que no se persigue una transformación química
del concentrado, ya que corresponde a unadeshumidificación de éste que puede ser parcial
ó total.
Se denomina parcial porque los concentrados
que entran al secador con un 14 - 18 % en peso
de contenido de H2O lo dejan al salir con un 8 –
10 % en peso de H2O, o total, cuando en la
salida los contenidos de agua son tan bajos como
0,1 – 0,3 % en peso de H2O, este último caso
normalmente se denomina “secado a muerte”.
Las razones principales porlas que se secan los
concentrados corresponden a:
•
reducir los costos de transporte,
•
mejorar el carguío y la operación de los hornos
de fusión/conversión de concentrados,
•
mejorar el balance térmico de la operación
siguiente de fusión/conversión.
2

Secado de concentrado
Desde el punto de vista termodinámico el proceso
más importante asociado al secado es la
evaporación parcial ototal del agua contenida en
el sólido, producto del cambio de temperatura, y
la presión a la cual se encuentra sometida.
El diagrama de fases mono constituyente indica
la dependencia, que para estados de equilibrio
viene dada por la ecuación de ClausiusClapeyron:

∆H vap
 dp 
  =
 dT l−v T∆Vvap
donde, P, T, son la presión y temperatura, a la
que se encuentra sometida la fasecondensada y
∆H y ∆V los calores y volúmenes de vaporización
respectivamente. Para los efectos de balance
térmico es preciso evaluar el cambio de entalpía
asociado al calentamiento del agua, desde su
condición ambiental, a la temperatura y presión
de secado.
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Secado de concentrado

Diagrama de fases mono constituyente (H2)
La evaporación de agua no requiere normalmente
temperaturassuperiores a los 100 ºC,
considerando la presión ambiental normal a nivel
del mar. En el caso de evaporar agua de los
concentrados las pruebas previas requieren
calentamiento del concentrado, por 5 horas a 105
ºC. En los secadores las temperaturas
normalmente exceden los 220 ºC.
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Secado de concentrado

Secador de bandeja

Secador rotatorio

Secador de lecho fluidizado

5Secado de concentrado
Selección de un secador. Este depende de:
1. Propiedades del concentrado
•
Características físicas en húmedo y en seco
•
Toxicidad, Inflamabilidad
•
Tamaño de partícula
•
Abrasividad
2. Características de desecación del material
•
Tipo de humedad
•
Contenido inicial y final de humedad
•
Temperatura permisible de secado
•
Tiempo probable de secado
3.Circulación del material que entra y sale del
secador
•
Cantidad a tratar por hora
•
Tipos de operación, continua ó discontinua
•
Procesos anteriores y posteriores
4. Cualidades del producto
•
Contaminación
•
Temperatura del concentrado
•
Densidad
5. Recuperación de concentrado
6. Características físicas
•
Espacio, combustible disponible,
•
Condiciones ambientales

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Secado deconcentrado
•
•

•
•

Secadores Rotatorios
Son estructuras cilíndricas ligeramente inclinadas
y sostenidas por dos anillos de rodadura
Son para producción de alto tonelaje por su
capacidad de manejar productos de considerable
variación en tamaño y composición.
Tienen por lo general una razón L/D
(longitud/diámetro) entre 4 y 10.
El volumen de llenado oscila entre 10 y 15 %.

Tipos deSecadores Rotatorios
Calor Directo:
• Son aplicables a materiales en formas
granulares, que no son sensibles al calor y no son
afectados por el contacto directo con gases de
combustión.
• Los materiales pueden ser secados en paralelo o
contra la corriente del gas caliente.
• La transferencia de calor es principalmente por
convección
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Secado de concentrado

Secador rotatorio de...