Browsing by Author "Lozano Anampa, Oscar"
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Item Alternativas de refinación electrolítica de cobre blíster.(Universidad Nacional de Trujillo, 2012) López Zavaleta, Williams Elías; Lozano Anampa, Oscar; Moncada Albitres, Luis OrlandoLas alternativas de refinación electrolítica del cobre blíster, involucra a dos tipos de operaciones: la oxidación de impurezas en el cobre fundido, seguida por la reducción del exceso de óxido cuproso (Cu2O) formado en la primera operación. La oxidación es llevada a cabo por el soplado de aire o aire enriquecido con oxígeno bajo la superficie del metal fundido a aproximadamente 20 psig de presión. En algunos casos, la adición de fundentes (sílice, cal, carbonato de sodio, nitrato de sodio, etc.) es incluida, dependiendo de la cantidad y tipo de impurezas en el cobre. Durante esta operación todos los gases disueltos son expelidos y muchas de las otras impurezas son a su vez volatilizadas (por ejemplo, Zn, S, Pb, Sb) o escorificadas (por ejemplo, Fe, Zn, Mg, Pb, Al, Mn, Ni, Co, Bi) y el cobre es entonces saturado con Cu2O. El Cu2O disuelto, cede su oxígeno a las impurezas, las cuales tienen una mayor tendencia a oxidarse que el cobre. Estos óxidos son retirados en la escoria o transportados fuera con los gases de salida del horno. Algo del óxido cuproso igualmente ingresa a la escoria. La oxidación es detenida cuando cesa la formación de escoria. El punto final es usualmente determinado por la toma, en una pequeña cuchara, de una muestra del cobre fundido. La muestra una vez enfriada es partida por el centro, y una pequeña cavidad o vacío, llamado “agujero de guisante”, indica que el baño está saturado con Cu2O. En ésta etapa el cobre tiene arriba del 8% de Cu2O correspondiendo a un contenido de oxígeno de 0,9%. Como materia de interés, el cobre de los convertidores o “cobre blíster”, generalmente contiene SO2(g) y encima de 0.5% de O2 antes de ser refinado para el moldeo de ánodos. Luego que la escorificación es terminada, la reducción del Cu2O o “Poling” debe hacerse necesariamente para colocar al cobre ya sea para la venta o el moldeo de ánodos. Originalmente, la reducción del cobre fue realizada por inserción de troncos de madera verde o “poles” en el baño fundido, pero en muchos lugares donde los ánodos de cobre son el producto final, esta práctica, ha sido cambiada por la inyección de reductores sólidos, líquidos o gaseosos a través de toberas o (lanzas) por debajo de las líneas del metal. El grado de reducción depende del producto de cobre final deseado, es decir, ánodos de cobre (conteniendo entre 0.15 y 0.3% O2) o lingotes y alambres de cobre (con aproximadamente 0,04% O2). En cierto modo, al cobre le es permitido retener algo de Cu2O para asegurar la eliminación de casi todas las impurezas como óxidos y, controlar la cantidad de gas retenido en solución sólida por el cobre. La etapa de reducción dura generalmente de 1 a 4 horas, dependiendo de la extensión del período de soplado previo, y la composición y eficiencia de reducción de los elementos contenidos en el agente “reductor” usado. Este es usualmente más corto en la preparación de ánodos que en la producción de un producto para la venta. El punto de la reducción puede ser determinado tomando, en una pequeña cuchara, una muestra del cobre fundido permitiendo algo su enfriamiento. El punto final bajo la condición de 0,3% de O2 es indicado por una superficie plana y algo lisa. Para una condición de 0,04% O2 el acabado superficial es más completo. La temperatura del cobre durante el proceso de reducción es mantenida alrededor de 1150 ºC. Diversas variables afectan la eficiencia de reducción: la velocidad de soplado y la profundidad debajo de la superficie a la cual los reductores son introducidos, son los principales factores controlantes. En el presente trabajo se ha evaluado diferentes alternativas de refinación gaseosa de cobre blíster a nivel de laboratorio, piloto y planta obteniéndose resultados satisfactorios, sin embargo, dadas las características operativas del circuito de cobre, así como los posibles incrementos en los costos de procesamiento de cada alternativa trabajada, se ha visto por conveniente recomendar la implementación del proceso de refinación gaseosa de cobre blíster en dos etapas, empleando para el caso de eliminación de azufre (oxidación), aire enriquecido con oxígeno, y petróleo diesel más vapor de agua para la etapa de reducción (eliminación de oxigeno). Se ha conseguido disminuir el contenido de azufre del cobre blíster en 80% en promedio y hasta el 50% de O2, lo cual se ha traducido en una considerable mejora de la superficie de los ánodos moldeados (superficie plana, sin ampollamientos), que ha permitido una mejor performance en la refinación electrolítica, evitándose la excesiva formación de sulfato de cobre, principal causante de la pasivación anódica.