PIROMETAL..
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PIROMETALURGIA DEL ESTAO
ING.GILBONIO ZARATE HECTOR
PIROMETALRGICA DEL ESTAO
IntroduccinEl mineral ms importante del estao es la casiterita, cuyas caractersticas principales son: Formula qumica: SnO2 Clase: xidos Grupo: Rutilo Etimologa: De la palabra griega Kassiteros que significa estao Cristalografa: Tetragonal Constitucin qumica: 78.6% estao; 21.4% O2, con algo Fe, Nb, Tn
San Rafael
San Rafael
El deposito ms importante en el Per esta ubicado en el Distrito de Antauta, Provincia de Melgar, Departamento de Puno. La produccin mundial se estima en ms de 200,000 TM/ao, de los cuales a la fecha el Per produce el 14.3% (2000) despus de China e Indonesia. En San Rafael, la planta de flotacin tiene una capacidad de 1500 TM/da con una ley de cabeza entre 0.2 a 6.5% Sn, mientras el concentrado tiene 50% Sn.
Fundicin
Los mtodos convencionales para la fundicin de concentrados de estao, usan hornos reverberos, rotatorios y elctricos que son lentos y de baja recuperacin. El Complejo Metalrgico de Fundicin y Refinera de Estao FUNSUR ubicada en Pisco, usa un nuevo proceso el AUSMELT O DE LANZA SUMERGIDA, desarrollada en Australia, usa un solo horno que funciona completamente sellado.
Ingreso de Concentrado Faja de carga de concentrado Conbustible
Salida de gases y vapor de agua
Salida de escoria
Escoria
Aire
Combustin
Escoria
Salida del metal fundido Tubos de carga de concentrado y fundetes
Horno de reverbero
La nueva tecnologa est representada por una lanza o lanzn que se introduce en el interior del horno, donde emite una llama de petrleo una vez que se sumerge en medio de la cama de concentrado provocando su fusin. Junto con el lanzn y en ductos paralelos, se introduce aire para la combustin y para la atomizacin o dispersin. Las dimensiones del reactor de Pisco son 6,5 m de altura por un dimetro interior de 3,4 m, sin considerar la gruesa pared de ladrillo refractario. Las temperaturas de trabajo varan de 1200 a 1350C, correspondiendo la ms alta al momento de la carga del concentrado y su reduccin.
La principal ventaja de esta nueva tecnologa reside en la mayor velocidad del proceso de fundicin del mineral, lo que permite un ahorro en el uso del combustible y el tiempo, lo cual contribuye a mejorar la productividad.
Paramtro de operacin del Hornos Ausmelt
ETAPA DE FUSIN:Ritmo de alimentacin Concentrados: 4 - 6 t/h (40 tn.) Fundentes: 10 15% Humos: 10 15% Recirculantes: 1 5% Carbn: 20 35% Escoria Nivel de estao: < 1% (4 15%) Temperatura: 1,150 1,200C Profundidad: (max) 1.0 1.2 m Metal Picando cada 10 tn. De Concentrado (4 x)
Etapas de Operacin
La Fundicin de concentrados de estao, materiales recirculares, polvos de reciclaje y carbn reductor para producir metal de estao crudo y una escoria primaria conteniendo aproximadamente 8% de Sn a una temperatura de 1150C La reduccin primaria de la escoria a 1200C con carbn en trozos por 20 minutos hasta un nivel de estao en la escoria de 3% antes de vaciar el metal crudo final. La reduccin secundaria a 1300C con carbn en trozos para reducir el contenido de estao en la escoria hasta aproximadamente 0,75% antes de vaciar la escoria.
Etapas de reduccin
Etapa de la 1. Reduccin (20)Ritmo de carbn: Nivel de estao: Temperatura: 1,000 1,500 kg./h. 9 4% 1,200C
Etapa de 2. Reduccin (60)Ritmo de carbn: 1,000 1,500 kg./h. Nivel de estao: 4 < 1% Temperatura: 1,300C
Productos del Horno
Metal Sn Fe Cu/As/Sb/Pb/Bi Escoria Sn Fe SiO2 CaO Al2O3 Mg O Humos Sn
98% 1% 1% < 1% 22% 38% 17% 10% 3% 65%
Reacciones Quimicas
Bao Fusinp p p Sn O(e) + CO(g) Sn (1) + CO(g) Sn O(e) + Fe(1)
Sn O2(s) + C(s) Sn O2(s) + 2C Sn(1) + Fe O(e)
Post Combustin
CO(g) + O2(g) p CO2(g) Sn O(g) + O2(g) p Sn O2 Voltiles del carbn + nO2(g) p a CO2(g) + bH2O(g)
Bao 1 Reduccinp p p Sn(1) + CO(g) Fe(1) + CO(g) Sn O(e) + Fe(1)
Sn O(e) + C(s) Fe O(e) + C(s) Sn(n) + FeO(e)
El horno Ausmeltlida de ases rua ara la lanza
eras de combusti le aire,/oxi eno
orta anza
ire comprimido
ubera de combusti le
uerta de inspecci n muestreo
erta de ali entaci n
apa protectora de escorias
anza patentada
adrillos refractarios
a de enfriamiento
eco de salida del orno
Es de forma cilndrica con una base inclinada y una seccin de techo cnico. Est forrado con ladrillos refractarios de cromo-magnesita y tiene cubierta refractaria en el ducto de salida de gases de alta temperatura El rea alrededor de las compuertas de la lanza, el quemador de emergencia y de alimentacin, en la seccin cnica del lecho del horno, estn protegidos con rociadores de agua. Tambin la seccin cnica del techo y las paredes del horno son enfriados con una capa de agua en el lado exterior del casco de acero para maximizar el rendimiento de los refractarios. La alimentacin pasa al horno va un transportador sellado corto; el cual minimiza la cantidad de aire de ingreso dentro del horno Ausmelt. El horno est equipado con dos orificios para vaciado. El primer orifico y canaleta estn a nivel del piso y es usado para transferir el metal de estao crudo a la refinera. El otro orificio de vaciado est a 200 mm sobre el nivel del piso y es usado para vaciar la escoria.
Refinacin del Estao
El metal vaciado del horno Ausmelt es moldeado en lingotes. Estos lingotes son refundidos en un horno de licuacin de reverbero, que es calentado con un quemador de petrleo diesel. Este horno de licuacin es usado para la remocin del hierro, y el estao es luego transferid sucesivamente a una serie de 5 ollas de 50 TM cada una para la separacin de As, Sb y Cu. El mtodo del retiro del hierro se basa en el hecho que la solubilidad del hierro en el metal de estao es mnima a bajas temperaturas. Esta purificacin se lleva a cabo en el reverbero a una temperatura ligeramente superior al punto de fusin del estao.
El cobre es removido del estao fundido muy fcilmente por la adicin de azufre. El proceso se basa en la mayor afinidad del azufre con el cobre que con el estao a baja temperatura. El mtodo preferido para el retiro de arsnico del estao es mediante el uso de aluminio, el cual tiene la ventaja que remueve las cantidades restantes de Al, Cu y Fe, junto con los metales Ni y Co, hasta niveles bajos aceptables. El proceso se basa en el hecho de que el aluminio formar compuestos intermetlicos: AsAl, SbAl, FeAl, NiAl, CoAl. El aluminio no forma ningn compuesto con el estao. El exceso de Aluminio se retira elevando ligeramente la temperatura y adicionando soda custica, con agitacin constante.
Un cristalizador electrotrmico continuo retira el plomo y el bismuto produciendo cristales de estao de 99,95% Sn, en lingotes de 25 Kg.
FLUJO DEL PROCESO DE FUNDICIN DE CONCENTRADOS DE ESTAO
CABN DE FUSIN CONCENTRADO
FUNDENTES Y RECICLABLES
ETAPA DE FUSION
ESTAO METALICO CRUDO
ESCORIAS
ESTAO METALICO CRUDO REDUCCIN PRIMARIA
ESCORIAS
ESTAO METALICO CRUDO REDUCCIN SECUNDARIA
REFINACIN PIROMETALURGICA DE ESTAO EN FUNSUR PISCODE ESTAOESTAO CRUDO
FUME FUSIN
1 DESFERRADO
DROSS Fe FUSIN
AIRE 260 C
2 DESFERRADO
DROSS Fe
ASUFRE + VIRUTA
REMOCIN DE COBRE
DROSS CU (STOCK) Czas TOSTADO STOCK
ALUMINIO 350 C
REMOCIN ARSENCIO ANTIMONIO
DROSS As - Sb
TOSTACIN
NaOH (L q) 250 C
ASUFRE +VIRUTA 280C
SOLDADURA PLOMO > 10 %
REMOCIN DE ALUMINIO Czas TOSTADO STOCK
REMOCIN DE SODA
REMOCIN DE PLOMO BISMUTO
DROSS OXIDOS (FUSIN)
ESTAO 99 95 %
Lingotes de Estao
CARACTERSTICASMetal de color blanco blando y maleable. Ao de descubrimiento : 3,500 AC (Bronce) Nmero Atmico : 50 Smbolo : Sn Peso Atmico : 118,69 Punto de Fusin : 231,97C Densidad : 7.3g/cm
Produccin Mundial 1994World Bureau of Metal Statistics
China Indonesia Per Brasil Bolivia Otros TOTAL
54,100 TM 30,000 TM 20,000 TM 19,700 TM 16,100 TM 48,600 TM 188,500 TM
Consumo Mundial 1994Estados Unidos Japn China Otros TOTAL 33,500 TM 28,700 TM 26,000 TM 118,600 TM 206,800 TM
MUCHAS GRACIAS