Pirometalurgia

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE QUIMICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA

PIROMETALURGIA

“PROCESOS DE OXIDACION DE PIRITA MINERAL EN FORMA DE CRISTALES, PELLETS Y COMO POLVOS Y SU EFICIENCIA.”

Profesor: Leopoldo Rodríguez Reyes.

Autor: Cisneros Blas Osvaldo

28/ Mayo/ 2010.

1. Resumen:
La transformación de pirita en presencia de oxigeno a altastemperaturas se lleva a cabo de diferentes maneras dependiendo de la condiciones, como el tamaño de partícula, la concentración de oxigeno, la temperatura, el tiempo de exposición, etc.
Los principales productos de la oxidación de la pirita son la hematita (Fe2O3), que se forma a altas temperaturas y altas concentraciones de oxigeno; y la magnetita (Fe3O4), que se produce a temperaturas menoresen comparación con la formación de hematita y de igual forma que esta a concentraciones altas de oxigeno.
En este trabajo se tiene como objetivo presentar tres mecanismos de reacción de oxidación de un concentrado de pirita mineral en forma de cristal, en polvo en forma de pellets (pirita en polvo mezclado con cemento en relación 1:1) y en polvo a temperaturas de 400, 550 y 600˚C para loscristales; 350, 425 y 450˚C en el caso de los pellets y a 500˚C para la pirita en polvo; para cada temperatura se realizaron tres repeticiones a distintos tiempos de 30, 60 y 90 minutos y para el caso del horno de lecho fluidizado solo se llevo a cabo un experimento. Para poder determinar el valor de la energía de activación y el orden de la reacción es necesario saber la cinética metalúrgica delproceso.
En este ensayo se trabajo en condiciones de flujo continuo de oxigeno constante para los nueve experimentos realizados, por esta razón se puede determinar la cinética de reacción a razón de la fracción reaccionada en función del tiempo de exposición, pudiendo con estos datos construir una grafica que nos serviría para obtener la constante de velocidad de reacción; así mismo con estos datos algraficar Log K Vs 1/T se puede obtener el valor de la energía de activación.

2. Introducción:
2.1 Tostación de pirita.
En la transformación, de las materias primas en las menas, hasta los metales como productos terminados, la tostación representa una significativa e importante etapa. 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. Las reacciones que ocurren en estado fundido para producir metal, mata o escoria se distinguen, desde el punto de vista de la metalurgia, como operaciones de fusión.

Desde el punto de vista químico, en la tostación pueden ocurrir reacciones tales como la oxidación, la reducción o magnetización (reducción controlada), y la sulfatación ocloración. Desde el punto de vista del proceso, la tostación puede ser autógena, por insuflado, instantánea o volatilizante, mientras que desde el punto de vista operativo, puede llevarse a cabo por suspensión o fluidización. La tostación involucra cambios químicos diferentes a los de la descomposición térmica (generalmente incluidos bajo el nombre de calcinación). Algunas veces, una tostaciónpuede realizar simultáneamente un secado y una calcinación.

* Tipos de tostaciones metalúrgicas.

La tostación no sólo se utiliza para realizar la oxidación, sino que puede cumplir cualquiera de los siguientes objetivos:

l. Tostación Oxidante para quemar el azufre de los sulfuros y reemplazarlo total o parcialmente con oxígeno en la red cristalina.

2. La tostación magnetizante efectúala reducción controlada de hematita a magnetita, permitiendo así la concentración de la mena mediante separación magnética.

3. Tostación sulfatante para convertir sulfuros u óxidos metálicos en sulfatos, generalmente antes de la lixiviación. Ésta es, en especial, valiosa para menas de manganeso y de uranio.

4. Tostación clorante para convertir ciertos metales en sus cloruros volátiles....