Teniente

Descripción del proceso completo y el objetivo de cada operación unitaria involucrada.

a. Flujo del Proceso.

Figura [ 1 ]: Flujo del Proceso Convertidor
La etapa de fundición se realiza en Caletones, faena industrial de división El Teniente.

En Caletones se efectúa el tratamiento del concentrado (con un 32 % de pureza) en operaciones pirometalúrgicas que permiten obtener elcobre metálico. La fusión se ejecuta en Convertidores Teniente, convertidores convencionales (Pierce Smith) y hornos de limpieza de escorias.

La tecnología estrella desarrollada en Caletones es el Convertidor Teniente: un reactor gigante que fusiona mineral en forma continúa, incrementando los niveles de producción y reduciendo costos de energía, por el uso de oxígeno inyectado en lugar decombustible. El equipo se remonta a 1977 y ha sido instalado en varias fundiciones de Chile (Chuquicamata, Potrerillos, Ventanas y Paipote) y comercializado a industrias extranjeras de Perú, México, Zambia y Tailandia.

Por otra parte, en la fundición Caletones se dio inicio al proyecto de restitución de la capacidad de operación de la planta de limpieza de gases Nº1, y a otros proyectos menores, quepermitirán sustentar una tasa de fusión de 1.250 mil toneladas por año de concentrados.

Etapas del Proceso Productivo.

Etapa de Fusión.

Fundamentos Pirometalúrgicos:

El proceso consiste en la fusión de concentrados a temperaturas del orden de 1.150 - 1.250 °C para producir dos fases líquidas inmiscibles: escoria (óxido) y eje o mata rica en cobre (sulfuro). El producto principaldel proceso de fusión es un eje o mata de Cu2S-FeS (50-70% Cu), que pasa al proceso de conversión para la producción de cobre blíster. La escoria de fusión se envía a un etapa de limpieza para recuperar la mayor parte del cobre que contiene.

Además del concentrado y los fundentes, en los hornos a veces se cargan otros materiales de recirculación tales como:

* Carga fría, que es unamezcla de materiales provenientes del enfriamiento del material líquido circulante en la fundición.
* Ripios, material recirculado desde la planta de tratamiento de polvos de la fundición, el que se mezcla con el concentrado.
* Líquidos internos recirculados, metal de los hornos de limpieza de escorias, escorias de conversión y de las etapas de refinado.
* Cobre rechazado.

ProcesoFísico-química de la fusión:

Los principales constituyentes de una carga de fusión son los sulfuros y óxidos de hierro y cobre. La carga también contiene óxidos, tales como Al2O3, CaO, MgO y principalmente SiO2, que puede estar presente en el concentrado original, pero que también se agrega como fundente.

Es el hierro, cobre, azufre, oxígeno y sus óxidos lo que controla mayoritariamentela química y constitución física del sistema eje-escoria. Otra influencia importante es el potencial de oxidación/reducción de los gases usados para calentar y fundir la carga.

El primer propósito de la fusión es asegurar la sulfurización de todo el cobre presente en la carga, para que así entre a la fase eje o mata. Esto se asegura por la presencia de FeS en el eje, el que tiende asulfurizar virtualmente todo el cobre no sulfurizado de la carga por las reacciones del tipo:

FeS(l) + Cu2O(l, escoria) FeO(l, escoria) + Cu2S(l)


Descomposiciones Piríticas:

Todas estas reacciones dan como resultado la aparición de sulfuro de cobre (Cu2S), sulfuro de fierro (FeS), y azufre pirítico (S2). Por lo tanto la carga, independiente de su composición química y mineralógica, puedeconsiderarse formada por cuatro componentes principales: Cu2S, FeS, S2 pirítico y ganga que pasa a la escoria.

Fusiones y Disoluciones:

A la temperatura de trabajo de los hornos de fusión (1.250 °C) el S2 pirítico generado se encuentra en estado vapor y, por lo tanto, pasa a la fase gaseosa.

El proceso de formación de las dos fases líquidas (eje o mata y escoria) comienza con la...