Proceso Molibdeno

UNIVERSIDAD DE ACONCAGUA SEDE CALAMA PROGRAMA DE CONTINUACION DE ESTUDIOS INGENIERIA CIVIL EN MINAS METALURGIA EXTRATIVA

ALUMOS :

Rodrigo Novoa C. Francisco Rodriguez M. Roxana Santibáñez C.

Reseña Histórica 

Se obtuvo al atacar la molibdenita con ácido nítrico obteniendo un polvo blanco llamado ácido molíbdico.

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1782 se redujo el óxido molíbdico con carbón, produciéndose un polvo de color gris oscuro al que llamó "molibdenum".

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Esto llevó al descubrimiento de un nuevo elemento: "MOLIBDENO"

Descripciones Generales Molibdeno        

Grupo VIB (de transición) Estados de oxidación: +2,+3,+4,+5,+6 Configuración electrónica: [Kr] 4d5 5s1 Punto de fusión (ºC): 2623 Punto de ebullición (ºC): 4639 Densidad: 10.22 g/cm 3 Color blanco platinado, dúctil y de Dureza mediana (no raya al vidrio)

Descripciones Generales Molibdeno

 No existe libre en la naturaleza por lo que aparece asociado a minerales sulfurados como la molibdenita. También son importantes la wulfenita y la powellita

Wulfenita Wulfenita PbMoO 4 PbMoO4

Powellita Powellita CaMoO 4 CaMoO4

Molibdenita

MoS2

Propiedades del Propiedades del molibdeno  Alto punto de fusión molibdeno  Baja presión de vapor         

Alta resistencia a elevadas temperaturas Bajo coeficiente de expansión térmica Alta conductividad térmica Baja capacidad calórica Alto módulo de elasticidad Alta resistencia a la corrosión provocada por vidrio fundido Temperatura de recristalización entre 800-1200°C Maquinabilidad Soldabilidad

Minas de Molibdeno

Minas de Molibdeno

• Dependiendo de los minerales contenidos en el yacimiento y su calidad, las minas de molibdeno se agrupan en tres clases: • Minas primarias: Molibdenita es el único objetivo • Minas de subproductos: EL cobre es el objetivo principal y la molibdenita ofrece un valor económico adicional. • Minas co-productoras: Molibdenita y cobre se recuperan

Mineral de molbdeno, Áreas gris oscuras son MoS2 y áreas claras son la llamada ganga

Mina Molibdeno a cielo abierto (Thompson Creek Metals Company, Idaho, E.E.U.U)

LAS MENAS SULFURADAS

Tiene del: 1 al 6 % de Cu 8 al 15 % de Fe 9 al 18%de S 12 al 17 %de Zn 7 al 18% de SiO2 4 a l 13% de Al2O3 3 al 8% de CaO 1 al 5 % de MoS2 Se tratan con procedimientos pirometalurgicos.

• EN LAS MENAS OXIDADAS

Se haya generalmente cerca del: 2 % de Cu cerca del 1% de Fe 60 a 68 % de SiO2 10 a 16 % de Al2O3 y otros. Se tratan con hidrometalurgia como lixiviacion.

Diagrama Proceso de Obtención

Obtención Molibdeno Molienda Corresponde a la desintegración del material sólido, sin embargo no se producen cambios en el tamaño de las partículas fundamentales de la mezcla

MOLIENDA  La capacidad requerida para la planta piloto está sujeta a muchas consideraciones pero se prefiere en estas circunstancias una velocidad de alimentación de aproximadamente 4-5 toneladas por hora.  Después de sacar la mena triturada de sectores elegidos del stock disponible, es enviada a un silo de almacenamiento que permite una alimentación uniforme de la planta.

Molino de Bolas Descripción - Carga 25, 30-40% - Contenedor - Medio de molienda (50%) - Medio de mezcla a) húmedo b)seco

Obtención Molibdeno Flotación • Separa los minerales metálicos de la ganga. • Mineral triturado se mezcla con un líquido y se airea. • Mineral enriquecido es recogido por la espuma mientras que la ganga se hunde para ser eliminada

Primer plano de una celda de flotación

FLOTACIÓN ROUGHER  Un conjunto de 12 celdas de flotación D-R, arregladas entre grupos de cuatro celdas cada uno, provee condiciones ideales para rougling y scavenging. El concentrado se puede remover de todas las celdas como un producto único para el tratamiento posterior, o los concentrados a partir de la segunda y tercera unidad, pueden ser reciclados a la alimentación. Adicionalmente se puede pasar la tercera unidad de cuatro celdas, para estudiar el efecto del tiempo de retención.

FLOTACIÓN CLEANER - RECLEANER  La primera etapa de limpieza (con o sin remolienda previa) produce colas de cleaner que pueden ser recicladas directamente a la alimentación de flotación de rougher.  Alternativamente, las colas de cleaner pueden ser enviadas al circuito scavenger con la espuma que es reciclada a la alimentación de la flotación de rougher. Este ultimo procedimiento es a menudo preferido, pues evita una dilución excesiva del circuito rougher como puede ser causada por el reciclo de la cola cleaner total. Ciertas impurezas de la ganga, se pueden eliminar también ya que las colas scavengercleaner, constituyen un producto final de desecho.

Tipos de columnas de flotación.

Columnas USBM. •Ventajas: Cámara con esferas de cuarzo e inyectores de 1/2” de diámetro, que son desmontables. Tienen un orificio con boquilla de vidrio removible (capilares). •Desventajas: Difícil regulación de aire y agua, en flotación de molibdeno, por ejemplo, donde partículas y burbujas deben ser pequeñas 10 - 15 nm.

Producto de la Flotación Después de repetir este proceso se logra un concentrado de entre 3540% de cobre y 49% de molibdeno (MoS2), el cual se somete a una flotación diferencial que separa el molibdeno del cobre.

Reactivos que hace que suba la espuma de la flotación • Por la mineralización del cobre y el uso de colectores de molibdeno que hacen que suba la espuma del molibdeno en la flotación.

Reactivos que hace caer los residuos de la flotación Los reactivos que hacen caer en el proceso de flotación son mezclas con un líquido y se airea para su caída del mineral.

Elementos que hacen flotar el mineral de molibdeno

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el aire es uno de los elementos que hace que al momento de la flotar el molibdeno se mantenga ahí mismo en las celdas en la cual ejerce una fuerza que hace que se mantenga en un constante movimiento y también el aire ayuda a que el cobre se quede ahí mismo y empiece a separarse del otro elemento. • Reactivos espumantes • reactivos depresantes • Reactivos colectores

Obtención Molibdeno Reactivos agregados:  Colectores: Sulfhidrato de Sodio (NaSH) separan Cu y Mo del agua (efecto hidrofóbico)  Espumantes: Antiespumante de flotación (P4000) o equivalente, diesel oil.  Depresantes: Floculante TEC-2050, evitan la recolección de otros minerales  Otros aditivos: Efecto estabilizante de acidez de la mezcla

Proceso ecológico las industrias tienen permitido un 33, 26 y 13% de residuos del molibdeno y cobre • El molibdeno y el cobre se pueden reutilizar en base a que se puede volver a hacer un proceso de flotación en el cual consiste en tener esos residuos en dicha maquina y volver a sacar lo mas importante de ellos.

Reactivo Sulfhidrato de Sodio (NaSH) . Poseerá una concentración en rango de 37 – 42%, se realizará la descarga directamente en la Planta de Molibdeno, específicamente en un estanque de almacenamiento de aproximadamente 1.500 m3 acondicionado para estos efectos. Reactivo P4000. Este reactivo, utilizado como antiespumante del proceso, será suministrado mediante tambores de 200 litros por el proveedor. El consumo anual de este reactivo será aproximadamente 105 ton.

Composición del Molibdeno El molibdeno esta presente en la corteza terrestre principalmente en forma de minerales sulfurados con la calcopirita(CuFeS2),bornita(Cu5FeS4) y molibdenita(moS2) Y calcosina(Cu2S),alrededor de un 0.5% en minas a cielo abierto y hasta un 2% en subterráneas.

Obtención Molibdeno Tostado • Ocurre a temperaturas entre 500 °C y 650°C. En este intervalo la Molibdenita se convierte en Trióxido de Molibdeno de la siguiente manera: 2MoS2 + 7O2 2MoO3 + 4SO2 MoS2 + 6MoO3 7MoO2 + 2SO2 2MoO2 + O2 2MoO3

Interior de un Horno de tostado

Sometido a tostación para eliminar el azufre y transformar el sulfuro en óxido. Además del uso de trióxido de molibdeno (MoO3) de calidad técnica en la producción de ferroaleaciones. La conversión de mineral concentrado de molibdenita (sulfuro de molibdeno) en trióximolibdeno.

El molibdeno metal en polvo puede producirse en un proceso de dos etapas reduciendo el trióxido de molibdeno (MoO3) con hidrógeno.

MoS2 + 2H2

MO + 2H2O

• En el primer paso del proceso, el MoO3 se reduce, a unos 600 ºC en un proceso exotérmico, a dióxido de molibdeno (MoO2). La segunda etapa de reducción, en la que se produce el metal en polvo, se produce a unos 1050 ºC. • El proceso puede realizarse en un horno de empuje, en un horno de balancín o en un horno de secado rotatorio en el que el hidrógeno circula a contracorriente. Para procesar el polvo puede luego procederse a su prensado y sinterización con el fin de obtener molibdeno metal compacto. • La fusión de molibdeno en un horno de arco eléctrico o en un horno de haz de electrones es otra forma de producir molibdeno metal compacto.

Horno de haz de electrones • los cañones de electrones producen electrones de alta energía, que impactan su energía sobre la carga del horno para afectar su fusión. • se utilizan para fundir y/o refinar metales refractarios como vanadio, niobio y tantalio, metales como molibdeno y tungsteno, así como metales reactivos como zirconio y hafnio

El gas de escape del proceso contiene grandes cantidades de dióxido de azufre y polvo (hasta un 15% de la alimentación de concentrado). El contenido de polvo puede eliminarse de la corriente de gas mediante precipitadores electrostáticos a alta temperatura. El dióxido de azufre se convierte normalmente en ácido sulfúrico SO2 + SO3 + H20

H2SO4

Precipitador Electrostático • Son necesarios para la limpieza de gases húmedos y saturados con un alto contenido de partículas (por ejemplo, los gases de escape procedentes de la producción de zinc y cobre primarios, que contienen polvo y dióxido de azufre, se limpian mediante un depurador un precipitador electrostático húmedo).

Obtención Molibdeno

Obtención Molibdeno MoS2 + O2 H2SO4

MoS2 + 2H2

SO2 + SO3 + H20

MoO2 +

MO + 2H2O

H2SO4

Emisiones, Descargas y Residuos Principales emisiones, descargas y residuos. Los tipos de emisión analizados en esta sección son las siguientes: Emisiones atmosféricas Residuos sólidos Efluentes líquidos Ruido

Emisiones atmosféricas Gases: Proceso de flotación selectiva (olores) Proceso de secado (vapor)

Residuos sólidos. Residuos peligrosos :  Los residuos peligrosos que se generarán corresponden principalmente a elementos con presencia de grasas, aceites o hidrocarburos, baterías, plásticos o cartones de almacenaje de sustancias tales como el NaSH.

Efluentes líquidos . • Posee un proceso cerrado (de recirculación), por lo que no habrá generación de efluentes, particularmente residuos industriales líquidos (Riles).

SECRETARIA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA. ◦ NOM-001-ECOL-1996. SECRETARIA DEL TRABAJO Y PREVISION SOCIAL. ◦ NOM-023-STPS-2003 ◦ NOM-CRP-001-ECOL/93. SECRETARIA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES. ◦ NOM-052-SEMARNAT-2005

NOM-001-ECOL-1996. Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes nacionales. Esta Norma Oficial Mexicana no se aplica a las descargas de aguas provenientes de drenajes pluviales independientes. NOM-023-STPS-2003 Establecer los requisitos mínimos de seguridad y salud en el trabajo para prevenir riesgos a los trabajadores que desarrollan actividades en las minas y daños a las instalaciones del centro de trabajo.

NOM-CRP-001-ECOL/93.  Establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. NOM-052-SEMARNAT-2005  establece el procedimiento para identificar si un residuo es peligroso, el cual incluye los listados de los residuos peligrosos y las características que hacen que se consideren como tales.

Usos de Molibdeno • • • • • •

Aleaciones (acero, hierro fundido, metales no ferrosos) Catalizador Pigmento Lubricante Estimulante en Agricultura Producto Farmacéutico

Principales Productores de • Molibdeno China • • • • • •

Estados Unidos Chile Canadá Perú México Noruega