Introducción a la pirometalurgia

Capitulo1

INTRODUCCIÓN

1.1 La Pirometalurgia
Los procesos de extracción de metales se han desarrollado para recuperar producir metales de calidad comercial a partir
de minerales, concentrados y productos secundarios.
La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza en forma de compuestos y se presentan en forma de mezclas
más o menos complejas de sulfuros, óxidos, carbonatos ysilicatos. Debido a que en el yacimiento el mineral se
encuentra generalmente en una matriz rocosa sin valor comercial, el material que sale de la mina es sometido a procesos
de concentración en operaciones sucesivas de trituración, molienda, separación magnética, gravimetría, flotación, etc.,
según las características físicas y químicas del mineral. El objeto de estas operaciones es el deseparar el mineral valioso
de la ganga rocosa, con el objetivo de obtener un “concentrado” en el cual el contenido del metal valioso ha sido
enriquecido en relación al que se extrajo de la mina hasta un nivel a partir del cual se pueden realizar los procesos
metalúrgicos para la obtención del lingote metálico. Estos procesos de obtención de metal pueden ser pirometalúrgicos o
hidrometalúrgicos.Los procesos pirometalúrgicos son los métodos más antiguos y de aplicación más frecuente de extracción y purificación
de metales. Los metales más comunes que se tratan por estos métodos incluyen al hierro, estaño, plomo, cobre, zinc,
antimonio, bismuto, niquel, etc.
La Pirometalurgia se caracteriza porque sus operaciones de tratamiento, integran operaciones que se realizan a niveles
detemperatura elevados, y utiliza el calor como fuente de energía para las transformaciones físicas y químicas. Estas
operaciones de tratamiento pueden ser:
Operaciones de preparación o acondicionamiento del mineral; son en general de baja o media temperatura; sus fines
son de naturaleza física, como el secado; química como la calcinación, tostación o volatilización, o mecánica, como las
diferentesformas de aglomeración.
Operaciones de extracción del metal, son en general de media o alta temperatura.
Operaciones de refinación; con el objeto de obtener la composición del metal exigida por el mercado.
Al equipamiento utilizado para realizar estas operaciones metalúrgicas de alta temperatura, se conoce con el nombre
genérico de “hornos”.
Un horno se puede definir como una unidad de procesodiseñado para llevar a cabo transformaciones físicas y/o
químicas a temperaturas elevadas en el material que es cargado en él, mediante la utilización de energía térmica. Con el
objeto de concentrar el calor y alcanzar niveles elevados de temperatura, los hornos son generalmente instalaciones
cerradas por medio de materiales refractarios, y disponen de medios para elevar la temperatura por mediode combustión
o energía eléctrica.

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El horno es el corazón de una planta pirometalúrgica, y asociados a él, se encuentra una serie de equipamientos que
comprenden: recuperadores de calor, limpiadores y captadores de polvo, conductos de gases, equipos para limpieza de
gases, exhaustores, chimeneas, etc., diseñados y construidos para el trabajo a temperaturas elevadas.
El conocimientodel trabajo de los hornos, comprende el estudio de una serie de factores que intervienen en su
construcción y funcionamiento. Entre ellos podemos indicar:
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Propiedades físico químicas de los materiales que se cargan al horno.
Propiedades de los combustibles a emplear.
Equipos utilizados para la combustión.
Forma de utilización del calor producido, es decir su transferencia de la fuentecalórica al producto o material
en tratamiento.
Forma y dimensiones del horno.
Temperatura deseada.
Recuperación de calor.
Materiales refractarios.
Conductos de aire y máquinas soplantes.
Sistemas de limpieza de gases y polvos.
Detalles constructivos de la estructura del horno.
Equipos auxiliares.

Estos factores, serán tratados de manera sistemática y detallada en el curso de MET 2240,...