Tostacion De Concentrados De Sulfuros De Plomo

TOSTACION DE CONCENTRADOS DE SULFUROS DE PLOMO

LOS CONCENTRADOS DE SULFURO DE PLOMO

• Se tuestan con el fin de lograr una alta desulfurización y también aglomeración; logrado lo anterior constituyen una carga adecuada para el siguiente proceso de fusión reductora en horno de cuba.

Planta de sinterización (Fundición de plomo) Alimentación de Sister

Material

Peso %

Pb %

S%

26

74.1

16.5

Fundente de Hierro

4

-

-

Fundente de Cal

2

-

-

Fundente de Sílice

1

-

-

Escoria Granulada

15

3.5

1

Polvo

2

50

8

Sinter de Retorno

50

50

2.8

100

46

6

Concentración de plomo

Análisis

Alimentación %

Sinter Final %

SiO2

10.3

11.2

Fe

12.2

13.3

CaO

9.2

10

MgO

0.8

0.9

Zn

5.1

5.6

S

6

1.1

Pb

46

50

Cu

0.3

0.4

Un problema que presenta la sinterización de sulfuros de plomo es reducir suficientemente el contenido de azufre, de aproximadamente 12% a solo 1% para obtener el material oxidado requerido para la alimentación del horno de cuba y lograr la desulfurización sin liberar suficiente calor para que se funda la carga en proceso comience a gotear hacia la caja de viento.

. Un remedio para este problema es la doble sinterización. Con esta, la primera alimentación de sinter con 12 % de azufre, hace pasar por la máquina de sinterización a velocidad más bien rápida y con encendido ligero; no se hace en este caso intento alguno para obtener una buena torta sinter,

• La fusión es un proceso de concentrado en el que una parte de las impurezas de la carga se reúne formando un producto ligero de desecho llamado escoria, el cual puede separarse por gravedad de la porción más pesada que contiene prácticamente todos los componente metálicos deseados.

FUSIÓN

Los hornos de cuba para fusión reductora de plomo

Son en general un poco más pequeños y de menor capacidad que los que se utilizan para la fusión de mata de cobre o níquel.

El coque constituye del 10 % al 14% de la carga del horno, junto con el sinter de óxidos, los fundentes y los materiales de retorno; el monóxido de carbono que se forma al reaccionar el coque con el aire de las toberas da origen a las condiciones reductoras en el interior del horno para la reducción del sinter de óxidos metálicos a la forma de metal impuro.

Un horno típico para 500 toneladas de carga por día, seria de forma rectangular con 19 pies de longitud y 48 pulgadas de ancho a la altura de las toberas y tendría un hogar de 2 y medio pies de profundidad, chaquetas de agua en las paredes laterales de 17 pies de altura en hileras sencillas o dobles arriba del crisol revestido de magnesita.

PROCESOS EN HORNOS METALURGICOS PARA CONCENTRADOS SULFURADOS DE PLOMO

BOLIDEN • El Boliden es el más antiguo proceso de reducción directa de plomo; funde los concentrados sulfurosos de plomo instantáneamente en suspensión en un vórtex entre electrodos que están sumergidos en escoria líquida.

OUTOKUMPU • En el horno Outokumpu para plomo, el combustible utilizado es petróleo y el aire se precalienta a 350550 °C.

• El mineral se inyecta a presión en una cuba vertical y se funde instantáneamente en suspensión. • También se obtiene bullion con alto contenido de azufre pero no se somete a conversión como en el proceso Boliden sino que se enfría para eliminar PbS de la solución bulliónica y provocar su reacción con el PbO de la escoria para extraer al plomo disuelto en ella. • La producción de humos es cerca de 32 % en la fusión y 5 % en el horno de limpieza de escorias.

PROCESO KIVCET • A principios de 1964, se inició la investigación del sistema Kivcet aplicado inicialmente a concentrados sulfurosos de cobre - zinc. • Posteriormente en 1967, se desarrolló el horno Kivcet ZL para concentrados de plomo-zinc. • En 1975, se inició la comercialización de esta tecnología. En efecto la planta piloto semiindustrial (Kazaakhstan) permitió efectuar pruebas con una capacidad de hasta 24 tons/día. • En esa planta piloto se efectuaron "test" con 6.000 tons., de diversas calidades: 12 - 60% Pb; 6 38% Zn; 12 - 28% S. Los resultados obtenidos en esta planta fueron:

• Los resultados anteriores obtenidos durante las pruebas en la planta piloto están basados en el procesamiento de una complejidad de minerales, con una amplia relación de plomo/zinc inferior a la de los concentrados disponibles en Bolivia. • Durante las pruebas metalúrgicas para la totalidad de la producción de plomo-plata existente en Bolivia (1978) que tenían la siguiente composición: 47.96% Pb; 7.77% Zn; 3,795 g/t Ag; 3.06% Sb; 1.13% Sn; 18.68% S, los resultados obtenidos fueron:

• Metal Crudo: Pb 86.33% Recuperación 88.59% Ag 8.192 g/t Recuperación 99.99% Sb 6.32% Recuperación 95.26% • Óxidos H. Eléctrico: Pb 30.66% Recuperación 10.39% Zn 44.31% Recuperación 89.57%

El proceso Kivcet hace uso de varias técnicas de fundición: uso de oxígeno y principio de ciclón con fundición "suspendida". Así, el proceso de oxidación de un material de granu-lometría fina y su posterior reducción en un horno eléctrico se combinan en "una sola etapa“.

El éxito del proceso es que es altamente intensivo lo que facilita el tratamiento de elevados rendimientos por unidad de área del horno ciclón En la primera sección del horno Kivcet en este caso el horno ciclón se produce una reacción exotérmica, debido al alto contenido de azufre en los minerales sulfurados. . Para que la reacción sea completamente exotérmica se requiere que el S sea > 17%. En esta primera sección (ciclón), se realiza la reacción de tostación-reducción. La carga así fundida pasa a la segunda sección del horno (horno eléctrico-retención. Cuando los concentrados tienen 17% S es necesario adicionar energía mediante el quemador a gas.

KIVCET - CS • El horno KIVCET - CS para plomo solo varía que en lugar de la unidad ciclón utiliza una cuba tipo Outokumpu para la fusión de concentrados plomo – zinc. • Los concentrados de Pb y Zn (conteniendo Cu y metales preciosos) se inyectan a presión con oxígeno a la cuba de tostación flash (oxidación fusión a destelleo) donde se oxidan completamente y forman una escoria que fluye al horno de reducción por debajo de la pared suspendida. • El calentamiento de la escoria se hace por resistencia eléctrica, utilizando electrodos de grafito.

• Se han logrado recuperaciones de 98 % Pb, 90 % Zn, 92 % Cu y 88 % Ag en operaciones de planta piloto semicomercial.

AUSMELT • Requiere una capacidad mínima de 30,000 tons anuales. • Este proceso se aplica a una variedad de materiales: concentrados de estaño; concentrados de plomo, residuos de lixiviación. • La tecnología Ausmelt produce directamente el bullión de plomo (1.100 °C), pero paralelamente una escoria rica (40 -50% Pb), que debe ser retratada en una segunda etapa en el mismo horno (1.250 °C), con una escoria intermedia del 5% Pb que puede ser nuevamente retratada en un horno fuming separado para recuperar especialmente el zinc de esta escoria, dando una escoria final del 0.5% Pb. • Este proceso no compite con el Kivcet, pero tiene la ventaja de retratar suproductos de plomo en una relación muy alta respecto al concentrado.

PROCESO COMBINADO KIVCET / AUSMELT • Concebido por Mineral Processing, que permite la adaptación del horno ciclón a un proceso Kivcet. • Según se muestra en el diagrama adjunto, es posible modificar un horno ciclón incorporando una pared divisoria que separe el ciclón con el horno eléctrico de retención de escorias. • Simultáneamente los polvos volátiles del horno ciclón pueden ser reprocesados en una etapa neutra de lixiviación para recuperar residuos con plomo/zinc y plata que retornan al horno ciclón. • Con excepción de los procesos Kivcet/combinado y Ausmelt, los otros sistemas son contaminantes y no utilizan el azufre como elemento exotérmico. • El horno de cuba, Boliden, requieren de la etapa de sinterización altamente contaminante.

REACTOR Q-S-L

• El reactor Q-S-L para extracción de plomo se considera entre los más novedosos; supera muchos de los problemas de la fundición convencional de plomo, sobre todo de contaminación. • Consiste en un horno cilíndrico de longitud considerable en el que se incorporan dos operaciones pirometalúrgicas básicamente diferentes: fusión autógena, por tostación reacción, de concentrados de galena, seguida de la reducción carbo - térmica del óxido de plomo en la escoria formada. • La primera ocurre por inyección, a presión, de la carga peletizada a un baño liquido de bullion, sulfuros y escoria. • El soplo de oxígeno a través de toberas sumergidas en el fondo del horno consume a los sulfuros y forma una escoria de alto contenido de Pb que fluye a contracorriente del metal previamente reducido hacia el extremo opuesto al de carga del reactor.

DATOS DE ALGUNOS PROCESOS PARA PRODUCIR PLOMO