pirometalurgia

ING. METALURGICA Y REALIDAD NACIONAL
CAPITULO III

PIROMETALURGIA
I.

INTRODUCCION

Pirometalúrgia, son procesos a temperatura elevada para la producción de metales
Cerca del 80 de la producción de cobre provienen de minerales de Cu-Fe-S. Estos
minerales, son tratados por métodos pirometalúrgicos a partir de los concentrados.
Las principales operaciones pirometalúrgicas son:
•
•
••
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•
•

Secado
Calcinación
Tostación
Fusión
Volatilización
Metalotermia
Electrolisis ígnea

Definiciones:
• Fase metálica
• Escoria
• Mata
• Coque
• Fundentes
Ventajas:
• Velocidades de reacción muy rápidas
• Producción elevada; grandes instalaciones
• Idóneos para tratamiento de materias primas complejas y heterogéneas
Desventajas
• Poca selectividad y eficiencia de lasreacciones químicas; materiales impuros
• A veces es necesario repetir las etapas
• Problemas de contaminación ambiental
Por residuos gaseosos (SO2)
Por ruidos
• Consumo energético elevado
Principales Operaciones pirometalúrgicos:
a)
Calcinación
Descomposición de un mineral en sus óxidos formadores por la acción del calor
‫ܱܥܽܥ‬ଷ → ‫ܱܥ + ܱܽܥ‬ଶ

b)
Tostación
Oxidación de un sulfuro enpresencia de aire:
•
•
•
•

Oxidante
Oxido del metal
Sulfatante
Sulfato
Clorurante Cloruro
Aglomerante
Oxido aglomerado

‫3 + ܵܯ‬ൗ2 ܱଶ → ‫ܱܵ + ܱܯ‬ଶ Reacciones exotérmicas
c)
Fusión
Obtención de una fase fundida
• Fase metálica reducida (Me)
• Fase oxidada (escoria)
• Fase sulfurada (mata)
• Fase con arsénico (speiss)
ܾܱܲሺ‫ݏ‬ሻ + ‫ܱܥ‬ሺ݃ሻ → ܾܲሺ݈ሻ + ‫ܱܥ‬ଶሺ݃ሻ
d)
VolatilizaciónObtención del metal o compuesto del metal como gas
Oxidante y neutra
Compuesto
Metal
Reductora
ܼܱ݊ሺ‫ݏ‬ሻ + ‫ܱܥ‬ሺ݃ሻ → ܼ݊ሺ݈ሻ + ‫ܱܥ‬ଶ ሺ݃ሻ
e)
Metalotermia
Desplazamiento de un metal de un compuesto por otro metal más activo o más ávido por
el metaloide formador del compuesto
ܶ݅‫݈ܥ‬ସ + 2‫݈ܥ݃ܯ2 + ݅ܶ → ݃ܯ‬ଶ
f)
Eléctrolisis ígnea o de sales fundidas
Obtención de un metal a partir de uncompuesto en estado fundido utilizando como
reductor la corriente eléctrica
ଶ
ସ
‫݈ܣ‬ଶ ܱଷ ሺ‫ݏ‬ሻ → ‫݈ܣ‬ሺ݈ሻ + ܱଶ ሺ݃ሻ
ଷ

ଷ

HORNOS
Son reactores químicos donde se realizan las operaciones pirometalúrgica
1.

Horno de Cuba

Ventajas del horno de cuba
• Gran capacidad de tratamiento en poco volumen
• Funcionamiento sencillo
• Economía de combustible
• Posibilidad de realizar todo tipo deoperaciones desde oxidantes a reductoras

Desventajas.
• Imposibilidad de tratar cargas pulverulentas
• Combustible caro
• Pérdidas de CO en los gases y dificultad de recuperarlos
• Difícil control del proceso en funcionamiento
• Necesidad de preparar la carga (tamaño y resistencia mecánica)
Aplicaciones
• Fusión de minerales de hierro: Alto horno
• Fusión de minerales de plomo: horno decuba
• Fusión pirítica de minerales de cobre
2. Horno Reverbero

Ventajas
• Tratamiento de carga pulverulenta.
• Empleo de combustible barato
• Control preciso de la temperatura y de las reacciones químicas
• Posibilidad de utilizar escorias con márgenes de composición grandes
Desventajas
• Elevado consumo de combustible
• Se debe trabajar a gran escala
• Gastos de instalación elevados• Consumo elevado de refractario
• Puesta en marcha y parada muy lentas
3. Horno Eléctrico
Usado para procesos con temperaturas mayores de 1500ºC
Operaciones desde neutras hasta ultrareductoras

Tipos
Abierto
• Carga troceada. Electrodos sumergidos en la carga
• Calor generado en la carga
• Circulación de gases a través de la carga y condensación de metales volátiles
• Carga seca ocalcinada
• Fácil control de operación
• Consumo energético elevado
• Reducción directa
Cerrado
• Carga pulverulenta
• Electrodos sumergidos en la escoria
• Calentamiento de la carga indirecto a través de la escoria
• Obtención de ferroaleaciones
Ventajas del horno eléctrico
• Posibilidad de trabajar en atmósferas ultrareductoras
• Posibilidad de fundir productos muy refractarios
•...