Obtención de cobre a partir de calcosita.

Roberto López Hernández.

METODOS DE OBTENCION DEL COBRE

a) El mineral de cobre se tritura y se pulveriza en un molino de bolas , un cilindrocon agujeros muy finos, por donde saldrá el mineral pulverizado, con unas bolas de acero.b) Para separar la mena de la ganga, se introduce el mineral en polvo en un depósito lleno de agua y se agita. El mineral, más pesado, se irá al fondo, mientras que la ganga flotará y se sacará por arriba.

c) El mineral concentrado se oxida parcialmente (sólo el hierro, no el cobre) en un horno. Se suele colocar en una cinta transportadora metálica que se mueve lentamente al mismo tiempo que se calienta la mena. Así se consigue separar el hierro del cobre.d) Se funde en un horno de reverbero , añadiéndole fundente (sílice y cal) para que reaccione con el azufre y el óxido de hierro y forme la escoria. El cobre aquí obtenido tiene una pureza aproximada del 40 % y recibe el nombre de cobre bruto o cobre blíster.Si se quiere obtener un cobre de pureza superior al 99,9 % (9), es necesario un refinado electrolítico en la cuba.

COMPOSICION

Las menas sulfuradas suelen

contener Cu…………………1 a 6%

Fe………………….8 a 40%

S…………………...9 a 46%

Zn………………….1 a 6%

SiO………………...5 a 55%

Al2O3……………….2 a 12%

CaO………………..0.3 a 4%

MgO………………..0.3 a 1.5%

EXTRACCION DEL MINERAL

La extracción subterránea: se realiza cuando un yacimiento presenta una cubierta de material estéril muy espesa, lo que hace que la extracción desde la superficie sea muy poco rentable.

Para ello se realizan distintos tipos de faenas bajo el suelo, las que pueden ser horizontales en túneles o galerías, verticales en piques o inclinadas en rampas.

TRITURACIÓN:

El mineral proveniente de la mina presenta una granulometría de

menos de 1 mm hasta fragmentos mayores que 1 m de diámetro, el

objetivo del chancado es reducir el tamaño hasta obtener un

tamaño máximo de ½ pulgada (1,27 cm).

LA TRITURACION SE DIVIDE EN:

PRIMARIA: 8 In.

SECUNDARIA: 3 In.

TERCIARIA:1/2 In.

MOLIENDA:Es la reducción de tamaños en molinos rotatorios. La fragmentación resulta de los choques y de los impactos de los cuerpos moledores (barras o bolas) sobre el mineral.

La reducción (180 Micrones)se realiza agregando agua al molino para formar una pulpa debido a que :• no produce polvo• menor consumo de energía que en seco• fácil transporte de la pulpa

CHANCADO

Su objetivo es reducir las capas de la mina hasta su tamaño adecuado, comúnmente pasa por tres o cuatro etapas de chancado.El chancado primario: reduce el material hasta 8", enviando su producto a un acopio de material grueso.

Chancado secundario deja el mineral de 4".

Luego pasa al chancado terciario: que trabaja comúnmente en circuito cerrado con una planta de harneros, que acepta el mineral bajo una granulometría requerida, dejando circular el mineral de granulometría mayor.

Finalmente el mineral alcanza un tamaño aproximado de 3/8 ó 1/4 de pulgada.

Las concentraciones de cobre en las menas actuales son demasiado bajas por lo que la fundición directa sería muy costosa. Ésta implicaría que se fundiesen enormes cantidades de material sin valor que conllevarían un gran gasto energético y una gran capacidad de horno. Por estas razones, hoy en día se recurre al aislamiento de los minerales de cobre en forma de un concentrado. El método más efectivo de concentración es la concentración por flotación, que requiere un proceso previo de trituración y molienda.

Los principios en los que se basa el proceso de flotación son los siguientes:Los minerales sulfurados normalmente se humedecen por el agua, pero pueden ser acondicionados con reactivos que los volverán repelentes al agua.Esta hidrofobicidad puede ser creada en minerales específicos dentro de una pulpa agua – mena.

CONCENTRACION POR FLOTACION

AFINO ELECTROQUIMICOMETAL ELECTROLITOS INSOLUBLES SOLUBL

ESDENSIDAD

Cu CuSO4H2SO4 AuAg AsNi 150 -200

TOSTACION:

Consiste en la oxidación parcial de los sulfuros de los concentrados por flotación y en la eliminación parcial de sulfuro en forma de SO2.La tostación se lleva a cabo a temperaturas de 500 y 7000C.

Y su objetivo es:

Utilizar el calor de la tostación para secar y calentar la carga antes de ser introducida al horno de fundición.

Aumentar la concentración de cobre en el producto de fundición, es decir, en la mata líquida.

-Tostación (sulfuro a óxido) y posterior reducción(óxido a metal).- Fusión a mata (se funde y concentra el sulfuro) y conversión (sulfuro a metal).

           HORNO DE REVERBERO

Es un tipo de horno generalmente rectangular, cubierto por una bóveda de ladrillo refractario y con chimenea, que refleja (o reverbera) el calor producido en un sitio independiente del hogar donde se hace la lumbre. Es utilizado para realizar la fusión del concentrado de cobre y separar la escoria, así como para la fundición de mineral y el refinado o la fusión de metales de bajo punto de fusión.

¿Cuál es el contenido real de la mata de cobre?

Se dice que la mata consiste en FeS y Cu2S, esto no es estrictamente cierto, pero se acepta para simplificar muchos propósitos metalúrgicos. El eje es una sustancia mucho mas compleja.

Puede contener Fe como Fe3O4 o como ferrita (CuO, Fe2O3), además otros metales en cantidades importantes zinc, niquel, como combinado con azufre (ZnS, NiS).

Puede contener pequeñas cantidades de impurezas como: Co, Ni, Sb, Bi y Pb. Muchos ejes contienen, tambien pequeñas cantidades de SiO2, CaO y otras sustancias.

CONVERSIÓN DE LAMATA EN COBRE BRUTO.

La operación tiene dos fases:

1 Fase: La mata fundida se introduce en un convertidor que no se envía el viento a través de la masa fundida y se oxida inmediatamente el hierro, transformándose el oxido ferroso en silicato por adición de sílice.

2 Fase: Se cuela la escoria y se vuelve a soplar. La temperatura se mantiene. El cobre oxidado reacciona sobre el sulfuro. Los metales preciosos pasan al cobre bruto o cobre negro. El cobre bruto se cuela en placas.

Norma en las presas de jales

La Norma Oficial Mexicana NOM-141-SEMARNAT-2003, que establece el procedimiento para caracterizar los jales, así como las especificaciones y criterios para la caracterización y preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y pos operacion de presas de jales.

NORMAS A REVISAR AL REALIZAR EL PROCESO:

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-091-ECOL-1994, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION A LA ATMOSFERA DE MATERIAL PARTICULADO PROVENIENTE DE LAS PLANTAS DE FUNDICION.

NOM-015-STPS Prevención de condiciones térmicas elevadas.

Las normas involucradas con respecto a las aguas residuales son las siguientes:

Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996, Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales.

NOM-CCA-031-ECOL/1993, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal.

Planta de tratamiento de agua El tratamiento de aguas residuales consiste en una

serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.

El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición

Norma Oficial Mexicana NOM-003-ECOL-1997, Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público.

Limites máximos permisibles para metales pesados en biosolidos. Resumen.

LODOS

Nomas para la Emisión de gases a la atmosfera

Emisión de gases a la atmosfera Norma Oficial Mexicana NOM-022-SSA1-

2006, Salud ambiental. Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al dióxido de azufre (SO2).

NOM-017-STPS-2001, Equipo de protección personal - selección, uso y manejo en los centros de trabajo.

NOM-081-ECOL-1994, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición.

Norma Técnica Ecológica NTE-CCA-017/88

Establece los límites máximos permisibles y el procedimiento para la determinación de contaminantes en las descargas de aguas residuales en cuerpos de agua, provenientes de la industria de acabados metálicos

NOM-CCAT-009-ECOL/1993 , Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de bióxido de azufre, neblinas de trióxido de azufre y ácido sulfúrico, provenientes de procesos de producción de ácido dodecilbencensulfonico en fuentes fijas.