Metalurgia Del Plomo

METALURGIA DEL PLOMO Producción primaria Es la obtenida a partir de concentrados de plomo y supone una serie de etapas que se resumen a continuación:    

Extracción y concentración del mineral. Sinterización ( aglomeración) Fundición Refinación

F uente: DOE RUN PERU. Diagrama Complejo Metalúrgico de La Oroya (CMLO)

Fuente: DOE RUN PERU 1. EXTRACCIÓN Y CONCENTRACIÓN DEL MINERAL: En el Perú, el mineral que se emplea para extraer el plomo se llama galena (PbS), el yacimiento del plomo se encuentra en la Oroya (Cerro de Pasco), Atococha, Milpo. Luego de extraído el mineral se le somete a una operación de flotación diferencial para separar la mena del plomo (PbS). El concentrado se lleva a la etapa de aglomeración en donde se realiza el tostado aglomerante (sintering) que sirve para agrupar las partículas finas. 2. SINTERIZACIÓN ( AGLOMERACIÓN) La función de planta de sinterización es suministrar a los altos hornos con sinterización, una combinación de mezclas de metal en bruto, fundentes y coque que está parcialmente 'cocinado' o sinterizado. Por lo tanto, los materiales se combinan de manera eficiente en el horno y proporcionan una fabricación más consistente y controlable del plomo.

La sinterización es la aglomeración de partículas finas y sueltas en una masa compacta y porosa mediante fusión originada por el calor producido por combustión dentro de la misma mena. Es el proceso en los que los materiales de granulometría fina, ejemplo, concentrados de mena, son transformados en terrones más gruesos. Se utiliza particularmente si la mena va a ser fundida dentro de un horno de cuba o alto horno, en el cual el material fino obstruiría el paso del gas. Se introduce en una máquina de sinterización una carga de concentrado de plomo (sulfuro de plomo) Se añaden fundentes como sílice, caliza, coque, pirita, zinc En la máquina de sinterización, la carga de plomo se somete a chorros de aire caliente que queman el azufre, creando así dióxido de azufre. El óxido de plomo que queda después de este proceso contiene alrededor del 9 % de su peso en carbono.

3PbS(s) + 5O2(g) → 2PbO(s) + PbSO4(g) + 2SO2(g)

3. FUNDICIÓN

Está constituido por tres Hornos de Manga, la planta de espumaje y dos ruedas de moldeo. El sinter grueso proveniente de la Planta de Aglomeración es alimentado junto con coque metalúrgico a los Hornos de Manga donde mediante un proceso de fusión-reducción se obtiene "plomo de obra" y escoria . El plomo de obra se envía a la Planta de Espumaje y las escorias son transportadas y almacenadas Los gases y polvos generados en el proceso pasan a través de los sistemas colectores de alta eficiencia (baghouse) donde el polvo es recuperado y enviado a los Short Rotary Furnace para su tratamiento. Fundición en el horno de manga El sinterizado, junto con coque, diversos materiales reciclados y de limpieza, caliza y otros fundentes se cargan, para su reducción, en un horno de cuba, donde el carbón actúa como combustible y funde el material de plomo.

El plomo fundido fluye al fondo del horno, donde se forman cuatro capas: “speiss” (el material más ligero, básicamente arsénico y antimonio); “mata” (sulfuro de cobre y otros sulfuros metálicos); escoria del horno de cuba (principalmente silicatos), y lingote de plomo (98 % de plomo en peso) El metal fundido y la escoria caen en el crisol, donde se separa el metal fundido y la escoria mediante diferencia de densidades, y se extraen a través de las piqueras. A este plomo obtenido se le llama plomo de obra y contiene un pequeño porcentaje de impurezas, las cuales se separan a través de un refino electrolítico.

2PbS(s) + 2PbO(s) + PbSO4(g) → 5Pb(s) + 3SO2(g) En la planta de aglomeración los gases SO2 se dirigen hacia la nueva planta de ácido sulfúrico de Plomo. El horno eleva la temperatura y genera el denominado "plomo de obra" que pasa a la planta de espumaje a fin de retirar las trazas de cobre y generar el "plomo bullón".

Planta de Espumaje: Es parte de la fundición de plomo y tiene un sistema de encerramiento y ventilación que ha permitido eliminar las emisiones fugitivas.

Posee una batería de ollas donde se recepciona el plomo de obra y mediante un tratamiento térmico se separa parte de las impurezas en forma de dross de plomo. El plomo libre de dross, es decoperizado mediante agitación para remover el cobre remanente, obteniéndose plomo bullón que es transferido a la sección de moldeo. El dross de plomo es fundido en el Horno Reverbero donde se recupera "plomo de obra" y las impurezas son removidas a través de la mata y speiss, que son transferidos al Circuito de Cobre.

Horno Reverbero Horno Reverbero: es un paralelepípedo de ladrillos refractarios de dimensiones variables, se separa la escoria o mata que contiene un porcentaje de cobre.

Planta Moldeo de Plomo El plomo bullón decoperizado es moldeado en dos tornamesas, obteniéndose como producto ánodos de plomo de 96.4% de pureza, los cuáles son enviados en carros anoderos del Ferrocarril Interno a la Refinería de plomo para obtener el producto final o"plomo refinado". Esta planta pertenece a la Fundición de Plomo y cuenta con dos ruedas de moldeo.

tornamesas

Cargador de anodos

Carros anoderos

4. REFINACION DEL PLOMO Refina electrolíticamente los ánodos de plomo bullón obteniendo un plomo catódico (llamado así por que se deposita en el cátodo) que luego es fundido y moldeado en forma de lingotes y blocks. El plomo bullón producido en la fundición contiene antimonio (Sb), bismuto (Bi) y plata (Ag), se refina electrolíticamente, por el proceso Betts modificado en la Refinería de Huaymanta.

El plomo refinado producido tiene una pureza de 99.9976% cuya calidad es de gran demanda en el mercado mundial. Los otros elementos que quedan adheridos en los ánodos gastados son retirados en forma de lodo anódico con altos contenidos de plata y enviado a la planta de Residuos Anódicos.

Producción secundaria Es la que se obtiene a partir de chatarras o residuos plomíferos. A veces todo se reduce a una refusión de la materia prima secundaria con muy pocas operaciones complementarias, pero, cuando se trata de materias más complejas o de compuestos de plomo (las baterías desechadas, por ejemplo), hay que acudir a un proceso de fusión más complicado, que se complementa, generalmente, con el afino del plomo bruto obtenido en esa primera etapa. Los procesos a seguir son, en líneas generales, similares a los de la metalurgia primaria, aunque simplificados por basarse en materias primas de menor complejidad. La producción secundaria necesita menos energía que la primaria (menos de la mitad). Se estima que el consumo energético para la metalurgia primaria es de 7.000 - 20.000 MJ/t y el de la secundaria de 5.000 ~ 1 0.000 MJ/t.

La proporción de plomo secundario en el conjunto mundial supera en varios puntos el 50% del plomo refinado total producido, siendo esta proporción aún mayor en los países más industrializados. EE UU y Europa Occidental producen, respectivamente, el 70% y el 60% de su plomo a partir de materias primas secundarias recicladas. Por el contrario, China basa su producción de metal casi exclusivamente en la minería