procesos industriales del cobre
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Procesos industriales del cobre [editar]
Minería del cobre [editar]
Mina a cielo abierto en Bingham, Illinois (EE. UU.).
Mina de cobre Chuquicamata, Chile.
El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia.68 Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (CuS2) y covellina (CuS) y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.
La tecnología de obtención del cobre está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las distintas fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.69
Véase también: Categoría:Empresas de minería de cobre y Categoría:Minas de cobre
Metalurgia del cobre [editar]
Mineral de cobre.
Cátodo de cobre.Artículo principal: Industria del cobre
La metalurgia del cobre depende de que el mineral se presente en forma de sulfuros o de óxidos.
Para los sulfuros se utiliza para producir cátodos la vía llamada pirometalurgia, que consiste en el siguiente proceso: Concentración del mineral -> fundición en horno -> paso a convertidores -> afino -> moldeo de ánodos -> electrorefinación -> cátodo. El proceso de refinado produce unos cátodos con un contenido del 99,9% de cobre. Los cátodos son unas planchas de un metro cuadrado y un peso de 55 kg.
Otros componentes que se obtienen de este proceso son hierro (Fe) y azufre (S), además de muy pequeñas cantidades de plata (Ag) y oro (Au). Como impurezas del proceso se extraen también plomo (Pb), arsénico (As) y mercurio (Hg).
Como regla general una instalación metalúrgica de cobre que produzca 300.000 t/año de ánodos, consume 1.000.000 t/año de concentrado de cobre y como subproductos produce 900.000 t/año de ácido sulfúrico y 300.000 t/año de escorias.70
Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la pequeña concentración de cobre que hay en ellos se encuentra en forma de óxidos y sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnología llamada hidrometalurgia, más conocida por su nomenclatura anglosajona Sx-Ew.
El proceso que sigue esta técnica es el siguiente: Mineral de cobre-> lixiviación-> extracción-> electrólisis-> cátodo
Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi totalidad de concentrados de cobre se encuentra formando sulfuros, siendo la producción mundial estimada de recuperación de residuos en torno al 15% de la totalidad de cobre producido.70 71
Tratamientos térmicos del cobre [editar]
Tubería de cobre recocido.
El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy determinados siendo los más usuales los de recocido, refinado y temple.
El cobre duro recocido se presenta muy bien para operaciones en frío como son: doblado, estampado y embutido. El recocido se produce calentando el cobre o el latón a una temperatura adecuado en un horno eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire. Hay que procurar no superar la temperatura de recocido porque entonces se quema el cobre y se torna quebradizo y queda inutilizado.
El refinado es un proceso controlado de oxidación seguida de una reducción cuyo objeto es volatilizar o reducir a escorias todas las impurezas contenidas en el cobre con el fin de obtener cobre de gran pureza.72
Los tratamientos térmicos que se realizan a los latones son principalmente recocidos de homogeneización, recristalización y estabilización. Los latones con más del 35% de Zn pueden templarse para hacerlos más blandos.
Los bronces habitualmente se someten a tratamientos de recocidos de homogenización para las aleaciones de moldeo; y recocidos contra acritud y de recristalización para las aleaciones de forja. El temple de los bronces de dos elementos constituyentes es análogo al templado del acero: se calienta a unos 600 °C y se enfría rápidamente. Con esto se consigue disminuir la dureza del material, al contrario de lo que sucede al templar acero y algunos bronces con más de dos componentes.73
Aplicaciones y usos del cobre [editar]
Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del cobre es muy elevado. Es un material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en situaciones de conflicto.
Cobre metálico [editar]
El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como aleado con otros elementos. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos.
Electricidad y telecomunicaciones [editar]
Cable eléctrico de cobre.
El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistencia mecánica, lo han convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de uso industrial como residencial. Asimismo se emplean conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores. La principal alternativa al cobre en estas aplicaciones es el aluminio.39
También son de cobre la mayoría de los cables telefónicos, los cuales además posibilitan el acceso a Internet. Las principales alternativas al cobre para telecomunicaciones son la fibra óptica y los sistemas inalámbricos. Por otro lado, todos los equipos informáticos y de telecomunicaciones contienen cobre en mayor o menor medida, por ejemplo en sus circuitos integrados, transformadores y cableado interno.39
Medios de transporte [editar]
El cobre se emplea en varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión), frenos y cojinetes, además naturalmente de los cables y motores eléctricos. Un coche pequeño contiene en total en torno a 20 kg de cobre, subiendo esta cifra a 45 kg para los de mayor tamaño.39
También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2 toneladas en los trenes tradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad. Además las catenarias contienen unas 10 toneladas de cobre por kilómetro en las líneas de alta velocidad.13
Por último, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y níquel para reducir el ensuciamiento producido por los seres marinos.
Construcción y ornamentación [editar]
Cara de la Estatua de la Libertad de Nueva York, hecha con láminas de cobre sobre una estructura de acero.
Una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre o latón,74 debido a su resistencia a la corrosión y sus propiedades anti-bacterianas, habiendo quedado las tuberías de plomo en desuso por sus efectos nocivos para la salud humana. Frente a las tuberías de plástico, las de cobre tienen la ventaja de que no arden en caso de incendio y por tanto no liberan humos y gases potencialmente tóxicos.39
El cobre y, sobre todo, el bronce se utilizan también como elementos arquitectónicos y revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas. El cobre se emplea también a menudo para los pomos de las puertas de locales públicos, ya que sus propiedades anti-bacterianas evitan la propagación de epidemias.39
Dos aplicaciones clásicas del bronce en la construcción y ornamentación son la realización de estatuas y de campanas.
El sector de la construcción consume actualmente (2008) el 26% de la producción mundial de cobre.13
Monedas [editar]
Moneda de un euro. Disco interior de cuproníquel y exterior de níquel-latón.
Desde el inicio de la acuñación de monedas en la Edad Antigua el cobre se emplea como materia prima de las mismas, a veces puro y, más a menudo, en aleaciones como el bronce y el cuproníquel.
Ejemplos de monedas que incluyen cobre puro:
Las monedas de uno, dos y cinco céntimos de euro son de acero recubierto de cobre.75 La moneda de un centavo de dólar estadounidense es de cinc recubierto de cobre.76
Ejemplos de monedas de cuproníquel:
Disco interior de la moneda de un euro y parte exterior de la moneda de dos euros.75 Monedas de 25 y 50 céntimos de dólar estadounidense.76 Monedas españolas de 5, 10, 25, 50 y 200 pesetas acuñadas desde 1949.77
Ejemplos de monedas de otras aleaciones de cobre:
Las monedas de diez, veinte y cincuenta céntimos de euro son de oro nórdico, una aleación que contiene un 89% de cobre.75 Las monedas argentinas de 1/2, 1, 5, 10 y 50 centavos de austral son de latón.
Otras aplicaciones [editar]
Instrumento musical de viento.
El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad de diferentes y variados componentes de todo tipo de maquinaria, tales como casquillos, cojinetes, embellecedores, etc. Forma parte de los elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería, electroimanes, instrumentos musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y aire acondicionado. El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de galvanizado para cubrir otros metales.
Cobre no metálico [editar]
El sulfato de cobre (II) también conocido como sulfato cúprico es el compuesto de cobre de mayor importancia industrial y se emplea como abono y pesticida en agricultura, alguicida en la depuración del agua y como conservante de la madera.
El sulfato de cobre está especialmente indicado para suplir funciones principales del cobre en la planta, en el campo de las enzimas: oxidasas del ácido ascórbico, polifenol, citocromo, etc. También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza mediante un proceso activo metabólicamente. Prácticamente no es afectado por la competencia de otros cationes pero, por el contrario, afecta a los demás cationes. Este producto puede ser aplicado a todo tipo de cultivo y en cualquier zona climática en invernaderos.78
Para la decoración de azulejos y cerámica, se realizan vidriados que proporcionan un brillo metálico de diferentes colores. Para decorar la pieza una vez cocida y vidriada, se aplican mezclas de óxidos de cobre y otros materiales y después se vuelve a cocer la pieza a menor temperatura.79 Al mezclar otros materiales con los óxidos de cobre pueden obtenerse diferentes tonalidades.80 Para las decoraciones de cerámica, también se emplean películas metálicas de plata y cobre en mezclas coloidales de barnices cerámicos que proporcionan tonos parecidos a las irisaciones metálicas del oro o del cobre.81 82
Un pigmento muy utilizado en pintura para los tonos verdes es el cardenillo, también conocido en este ámbito como verdigris, que consiste en una mezcla formada principalmente por acetatos de cobre, que proporciona tonos verdosos o azulados.83
Véase también: Sulfato cúprico, Óxido de cobre (I), Óxido de cobre (II) y Cardenillo
Productos del cobre [editar]
Fundición: blister y ánodos [editar]
El cobre blister (ampollado) y anódico es un material metálico con un nivel de pureza de alrededor de 98 a 99,5%, utilizado a su vez como materia prima para elaborar productos de alta calidad, especialmente, los cátodos de cobre. Si es de buena calidad puede ser utilizado ocasionalmente en la producción de sulfato de cobre y otros productos químicos derivados. Su principal aplicación es su transformación en ánodos de cobre.
Los ánodos de cobre, ya semi-refinados, con cerca de 99,6% de pureza, son la materia prima del proceso de refinación electrolítica que permite su transformación en cátodos de cobre con 99,99% de pureza. Un ánodo de cobre tiene unas dimensiones aproximadas de 100x125 cm, un grosor de 5 cm y un peso aproximado de 350 kg.84
Refinería: cátodos [editar]
El cátodo de cobre constituye la materia prima idónea para la producción de alambrón de cobre de altas especificaciones. Es un producto, con un contenido superior al 99,99% de cobre, es resultante del refino electrolítico de los ánodos de cobre. Su calidad está dentro de la denominación Cu-CATH-01 bajo la norma EN 1978:1998. Se presenta en paquetes corrugados y flejes, cuya plancha tiene unas dimensiones de 980x930 mm y un grosor de 7mm con un peso aproximado de 47 kg. Su uso fundamental es la producción de alambrón de cobre de alta calidad, aunque también se utiliza para la elaboración de otros semitransformados de alta exigencia.85
Subproductos de fundición y refinería [editar]
Después del proceso de elaborar ánodo de cobre y cátodo de cobre se obtienen los siguientes subproductos: Ácido sulfúrico. Escoria granulada. Lodos electrolíticos. Sulfato de níquel. Yeso
Alambrón [editar]
El alambrón de cobre es un producto resultante de la transformación de cátodo en la colada continua. Su proceso de producción se realiza según las normas ASTM B49-92 y EN 1977.
Las características esenciales del alambrón producido por la empresa Atlantic-copper son:86
Diámetro y tolerancia: 8mm +/- 0.4 mm. Cu: 99,97 % min. Oxígeno: 200 ppm. Conductividad eléctrica: > 101% (IACS. Test de elongación espiral: > 450 m (200º C)
El alambrón se comercializa en bobinas flejadas sobre palet de madera y protegidas con funda de plástico. Cuyas dimensiones son: Peso bobina 5000 kg, diámetro exterior 1785 mm, diámetro interior 1150 mm y altura 900 mm. Las aplicaciones del alambrón son para la fabricación de cables eléctricos que requieran una alta calidad, ya sean esmaltados o multifilares de diámetros de 0,15/0,20 mm.
Alambre de cobre desnudo [editar]
Bobina de alambre desnudo.
El alambre de cobre desnudo se produce a partir del alambrón y mediante un proceso de desbaste y con un horno de recocido. Se obtiene alambre desnudo formado por un hilo de cobre electrolítico en tres temples, duro, semiduro y suave y se utiliza para usos eléctricos se produce en una gama de diámetros de 1 mm a 8 mm y en bobinas que pueden pesar del orden de 2250kg. Este alambre se utiliza en líneas aéreas de distribución eléctrica, en neutros de subestaciones, conexiones a tierra de equipos y sistemas y para fabricar hilos planos, esmaltados y multifilares que pueden tener un diámetros de 0,25/0,22 mm. Está fabricado a base de cobre de alta pureza con un contenido mínimo de 99,9% de Cu. Este tipo de alambre tiene una alta conductividad, ductilidad y resistencia mecánica así como gran resistencia a la corrosión en ambientes salobres.87
Trefilado [editar]
Artículo principal: Cable eléctrico
Se denomina trefilado al proceso de adelgazamiento del cobre a través del estiramiento mecánico que se ejerce al mismo al partir de alambrón de 6 u 8 mm de diámetro con el objetivo de producir cables eléctricos flexibles con la sección requerida. Un cable eléctrico se compone de varios hilos que mediante un proceso de extrusión se le aplica el aislamiento exterior con un compuesto plástico de PVC o polietileno. Generalmente el calibre de entrada es de 6 a 8 mm, para luego adelgazarlo al diámetro requerido. Como el trefilado es un proceso continuo se van formando diferentes bobinas o rollos que van siendo cortados a las longitudes requeridas o establecidos por las normas y son debidamente etiquetados con los correspondientes datos técnicos del cable.
Se llama apantallado al cubrimiento de un conductor central debidamente aislado por varios hilos conductores de cobre, que entrelazados alrededor forman una pantalla. Cuando es necesario aislar un hilo conductor mediante esmaltado se le aplica una capa de barniz (poliesterimida). Estas mezclas de resinas son usadas para recubrir el conductor metálico quedando aislados del medio ambiente que lo rodea y logrando de esta forma conducir el flujo eléctrico sin problemas.88
Tubos [editar]
Bobina de tubo de cobre.
Un tubo es un producto hueco, cuya sección es normalmente redonda, que tiene una periferia continua y que es utilizado en gasfitería, fontanería y sistemas mecánicos para el transporte de líquidos o gases.
Los tubos de cobre debido a las características propias de este metal de alta resistencia a la corrosión y su resistencia y su adaptabilidad consiguen que se utilicen masivamente en residencias, edificios, condominios, oficinas, locales comerciales e industriales.
Para la fabricación de tubo se parte, por lo general de una mezcla de cobre refinado y de chatarra de calidad controlada, se funde en un horno y por medio de la colada de cobre se obtienen lingotes conocidos como «billets», que tienen forma cilíndrica, con dimensiones que generalmente son de 300 mm de diámetro y 8 m de largo y que pesan aproximadamente 5 toneladas métricas. Estos bloques metálicos se utilizan para la fabricación de tubos sin costura por medio de una serie de deformaciones plásticas.
Las etapas son las siguientes:
Corte: Los billets se cortan en piezas de alrededor de 700 mm de largo, teniendo en cuenta la capacidad de las instalaciones de producción de la planta.
Calentamiento: A continuación se calienta el billet, en un horno de túnel a una temperatura entre 800 y 900 °C. Aquí, el metal alcanza un mayor grado de capacidad de
deformación plástica, con lo que se reduce la presión necesaria para las siguientes operaciones de transformación.
Extrusión: En esta operación se obtiene en una sola pasada una pieza o pretubo de gran diámetro con paredes muy gruesas. En la práctica el extrusor es una prensa en la cual el billet, previamente recalentado, es forzado a pasar a través de una matriz calibrada. El pistón que ejerce la presión tiene un mandril (*) que perfora el billet. Como esta operación se efectúa a alta temperatura, el cobre experimenta una oxidación que perjudica las operaciones posteriores (que se efectúan en atmósferas controladas con enfriamiento rápido para impedir la oxidación superficial del pretubo).
Laminación: Es una operación "en frío" que consiste en pasar el pretubo a través de dos cilindros que giran en sentido contrario. Además del movimiento rotatorio los dos cilindros tienen un movimiento de vaivén en sentido longitudinal, en tanto que el pretubo, al cual se ha insertado un mandril, avanza en forma helicoidal. Con esto se obtiene una reducción en el espesor de la pared del tubo, manteniéndose la sección perfectamente circular. La operación de laminación en frío produce tubos de alta dureza llamados también de temple duro.
Trefilado: La reducción sucesiva de diámetros para obtener los diversos productos comerciales se efectúa en una operación en frío llamada trefilado que consiste en estirar el tubo obligándolo a pasar a través de una serie de matrices externas y de un calibre interno conocido como mandril flotante. La operación industrial se lleva a cabo en una máquina llamada "Bull Block" donde la extremidad del tubo está apretada por una mordaza montada en un cilindro rotatorio que produce la tracción.
Recocido: La deformación plástica en frío origina un endurecimiento del metal que trae como consecuencia una pérdida en la plasticidad. Los sucesivos trefilados aumentan este endurecimiento y dan lugar a un mayor peligro de rotura del tubo. Por esta causa se emplea un tratamiento térmico llamado recocido, para una cristalización del cobre que permite recuperar las características de plasticidad. (*) Nota explicativa (MEMORIAL).
Acabado: Al final del ciclo de producción se obtiene un tubo recocido; presentado en rollos de alta calidad. A estos tubos se les puede aplicar un revestimiento externo de protección o aislante para diversos usos, o efectuar un acabado interno muy liso para aplicaciones especiales.
Control de Calidad: El tubo terminado se somete a pruebas para determinar imperfecciones, siendo usuales las de inducción electromagnética por corrientes de Foucault, que permiten detectar grietas y otras imperfecciones en el interior de la pared del tubo.
Embalaje: Los tubos de cobre recocido o los de temple blando se presentan en rollos que son embalados cuidadosamente para evitar deformaciones por los movimientos. Los tubos laminados en frío de temple duro se presentan en tiras, generalmente de 6m de largo, las cuales se empaquetan en atados para su transporte a los lugares de uso. Como los tubos de cobre no experimentan envejecimiento por acción de los rayos ultravioletas, el ozono u otros agentes químicos y físicos, no requieren de características especiales de almacenamiento y embalaje. Después de un periodo prolongado puede formarse una ligera oxidación superficial, pero ello no presenta mayores inconvenientes para un posterior empleo.
Tubos de cobre. Procobre Perú
Laminación [editar]
Una de las propiedades fundamentales del cobre es su maleabilidad que permite producir todo tipo de láminas desde grosores muy pequeños, tanto en forma de rollo continuo como en planchas de diversas dimensiones, mediante las instalaciones de laminación adecuadas.
Fundición de piezas [editar]
Artículo principal: Fundición
Cañones de bronce fundido. Los Inválidos, París.
El cobre puro no es muy adecuado para fundición por moldeo, porque produce galleo. El galleo se produce cuando el oxígeno del aire es absorbido por el metal a altas temperaturas formando burbujas y, al enfriarse este, se libera el aire de las burbujas creando gran cantidad de minúsculos hoyos en la superficie de las piezas fundidas.89
Sus aleaciones si permiten fabricar piezas por cualquiera de los procesos de fundición de piezas que existen dependiendo del tipo de pieza y de la cantidad que se tenga que producir. Los métodos más usuales de fundición son por moldeo y por centrifugado.
Se denomina fundición por moldeo al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido
El proceso de fundición centrifugada consiste en depositar una capa de fundición líquida en un molde de revolución girando a gran velocidad y solidificar rápidamente el metal mediante un enfriamiento continuo del molde o coquilla. Las aplicaciones de este tipo de fundición son muy variadas.
Forjado [editar]
Prensa de estampación.
El forjado en caliente de una pieza consiste en dar forma a un taco de metal llevado previamente a una temperatura adecuada y deformado plásticamente entre dos matrices en las que se ha realizado en huecograbado el molde de la pieza deseada mediante la potencia proporcionada por una máquina llamada prensa. La forja se realiza en caliente con la intención de minimizar la potencia mecánica necesaria para producir la deformación plástica que se exige para obtener la forma deseada.
El metal de partida es, en origen, una barra de sección redonda u otro perfil, cortado de modo que tenga el volumen exacto de la pieza en el caso de la matriz cerrada, o añadiéndole un excedente para crear una rebaba en caso de matriz abierta.
Los productos del cobre y sus aleaciones reúnen muy buenas condiciones para producir piezas por procesos de estampación en caliente, permitiendo el diseño de piezas sumamente complejas gracias a la gran ductilidad del material y la escasa resistencia a la deformación que opone, proporcionando así una vida larga a las matrices. Una aleación de cobre es “forjable” en caliente si existe un rango de temperaturas suficientemente amplio en el que la ductilidad y la resistencia a la deformación sean aceptables. Este rango de temperaturas depende de composición química que tenga, en la que influyen los elementos añadidos y de las impurezas.90
Mecanizado [editar]
Piezas de cobre mecanizadas.
Las piezas de cobre o de sus aleaciones que van a someterse a trabajos de mecanizado por arranque de viruta tienen en su composición química una pequeña aportación de plomo y azufre que provoca una fractura mejor de la viruta cortada.
Actualmente (2008) el mecanizado de componentes de cobre, se realiza bajo el concepto de mecanizado rápido en seco con la herramienta refrigerada por aire si es necesario. Este tipo de mecanizado rápido se caracteriza porque los cabezales de las máquinas giran a velocidades muy altas consiguiendo grandes velocidades de corte en herramientas de poco diámetro.
Así mismo las herramientas que se utilizan suelen ser integrales de metal duro, con recubrimientos especiales que posibilitan trabajar con avances de corte muy elevados. Los recubrimientos y materiales de estas herramientas son muy resistentes al desgaste, pueden trabajar a temperaturas elevadas, de ahí que no sea necesario muchas veces su refrigeración, tienen un coeficiente de fricción muy bajo y consiguen acabados superficiales muy finos y precisos.91
Soldadura [editar]
Componentes de tuberías para soldar.
Para soldar uniones de cobre o de sus aleaciones se utilizan dos tipos de soldadura diferentes: soldadura blanda y soldadura fuerte.
La soldadura blanda es aquella que se realiza a una temperatura de unos 200 °C y se utiliza para la unión de los componentes de circuitos impresos y electrónicos se utilizan soldadores de estaño y el material de aporte es una aleación de estaño y plomo en forma de alambre en rollo y que tiene resina desoxidante en su alma. Es una soldadura poco resistentes y sirve par asegurar la continuidad de la corriente eléctrica a través del circuito.92
Las soldaduras de tuberías de agua y gas realizadas por los fontaneros son de diversos tipos en función de los materiales que se quieran unir y de la estanqueidad que se quiera conseguir de la soldadura. Actualmente, la mayoría de las instalaciones de agua se hacen con tubos de cobre, aunque para determinadas conexiones se usan también tubos flexibles y tuberías de plástico.
La soldadura de tuberías de cobre se realiza con sopletes de gas que proporcionan la llama para fundir el material soldante. Existen sopletes alimentados con gas butano o propano.
La soldadura fuerte de fontanería utiliza como aglutinante el cobre o la plata. Se emplea para canalizaciones complejas de calefacción y tuberías de gas.93
Calderería [editar]
Artículo principal: Calderería
Destilería con alambiques de cobre.
Se llama calderería a una especialidad profesional de la rama de fabricación metálica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas así como todo tipo de
construcción naval y estructuras metálicas. Gracias a la excelente conductividad térmica que tiene la chapa de cobre se utiliza para fabricar alambiques, calderas, serpentines, cubiertas, etc.
Embutición [editar]
Se denomina embutición al proceso de conformado en frío por el que se transforma un disco o piezas recortada, según el material, en piezas huecas, e incluso partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una sección menor con mayor altura.
El objetivo es conseguir una pieza hueca de acuerdo con la forma definida por la matriz de embutición que se utilice, mediante la presión ejercida por la prensa. La matriz de embutición también es conocida como molde.
Se trata de un proceso de conformado de chapa por deformación plástica en el curso del cual la chapa sufre simultáneamente transformaciones por estirado y por recalcado produciéndose variaciones en su espesor. Para la embutición se emplean, casi exclusivamente, prensas hidráulicas.94
La chapa de cobre y sus aleaciones tienen unas propiedades muy buenas para ser conformados en frío. La embutición es un buen proceso para la fabricación en chapa fina de piezas con superficies complejas y altas exigencias dimensionales, sustituyendo con éxito a piezas tradicionalmente fabricadas por fundición y mecanizado.95
Estampación [editar]
Moneda estampada de 50 céntimos de euro.
Se conoce con el nombre de estampación a la operación mecánica que se realiza para grabar un dibujo o una leyenda en la superficie plana de una pieza que generalmente es de chapa metálica. Las chapas de cobre y sus aleaciones reúnen condiciones muy buenas para realizar en ellas todo tipo de grabados.
Los elementos claves de la estampación lo constituyen una prensa que puede ser mecánica, neumática o hidráulica; de tamaño, forma y potencia muy variada, y una matriz llamada estampa o troquel, donde está grabado el dibujo que se desea acuñar en la chapa, y que al dar un golpe seco sobre la misma queda grabado.
El estampado de los metales se realiza por presión o impacto, donde la chapa se adapta a la forma del molde. La estampación es una de las tareas de mecanizado más fáciles
que existen, y permite un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes cantidades de piezas.
La estampación se puede realizar en frío o en caliente, la estampación de piezas en caliente se llama forja, y tiene un funcionamiento diferente a la estampación en frío que se realiza en chapas generalmente. Las chapas de acero, aluminio, plata, latón y oro son las más adecuadas para la estampación. Una de las tareas de estampación más conocidas es la que realiza el estampado de las caras de las monedas en el proceso de acuñación de las mismas.
Troquelado [editar]
Prensa troqueladora de excéntrica.
Se denomina troquelado a la operación mecánica que se realiza para producir piezas de chapa metálica o donde sea necesario realizar diversos agujeros en las mismas. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia.
Los elementos básicos de una prensa troqueladora lo constituyen el troquel que tiene la forma y dimensiones exteriores de la pieza o de los agujeros que se quieran realizar, y la matriz de corte por donde se inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la potencia que le proporciona la prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma.
Según el trabajo que se tenga que realizar, así son diseñadas y construidas las prensas. Hay matrices simples y progresivas donde la chapa, que está en forma de grandes rollos, avanza automáticamente provocando el trabajo de forma continuado, y no requiriendo otros cuidados que cambiar de rollo de chapa cuando se termina e ir retirando las piezas troqueladas así como vigilar la calidad del corte que realizan.
Cuando el corte se deteriora por desgaste del troquel y de la matriz se desmontan de la máquina y se les rectifica en una rectificadora plana estableciendo un nuevo corte. Una matriz y un troquel permiten muchos reafilados hasta que se desgastan totalmente.
Hay troqueladoras que funcionan con un cabezal donde puede llevar insertado varios troqueles de diferentes medidas, y una mesa amplia donde se coloca la chapa que se quiere mecanizar. Esta mesa es activada mediante CNC y se desplaza a lo largo y ancho de la misma a gran velocidad, produciendo las piezas con rapidez y exactitud.
Reciclado [editar]
El cobre es uno de los pocos materiales que no se degradan ni pierden sus propiedades químicas o físicas en el proceso de reciclaje.39 Puede ser reciclado un número ilimitado de veces sin perder sus propiedades, siendo imposible distinguir si un objeto de cobre está hecho de fuentes primarias o recicladas. Esto hace que el cobre haya sido, desde la Antigüedad, uno de los materiales más reciclados.13
El reciclado proporciona una parte fundamental de las necesidades totales de cobre metálico. Se estima que en 2004 el 9% de la demanda mundial se satisfizo mediante el reciclado de objetos viejos de cobre. Si también se considera "reciclaje" el refundido de los desechos del proceso de refinado del mineral, el porcentaje de cobre reciclado asciende al 34% en el mundo y hasta un 41% en la Unión Europea.13
El reciclado del cobre no requiere tanta energía como su extracción minera. A pesar de que el reciclado requiere recoger, clasificar y fundir los objetos de metal, la cantidad de energía necesaria para reciclar el cobre es sólo alrededor de un 25% de la requerida para convertir el mineral de cobre en metal.96
La eficacia del sistema de reciclado depende de factores tecnológicos como el diseño de los productos, económicos como el precio del cobre y sociales como el concienciamiento de la población acerca del desarrollo sostenible. Otro factor clave es la legislación. Actualmente existen más de 140 leyes, regulaciones, directivas y guías nacionales e internacionales que tratan de favorecer la gestión responsable del final del ciclo de vida de los productos que contienen cobre como por ejemplo electrodomésticos, teléfonos y vehículos.39
En la Unión Europea, la directiva 2002/96/CE sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE, o WEEE del inglés Waste Electrical and Electronic Equipment) propicia una política de minimización de desperdicios, que incluye una obligatoria y drástica reducción de los desechos industriales y domiciliarios, e incentivos para los productores que producen menos residuos.97 El objetivo de esta iniciativa era reciclar 4 kilos por habitante al año a fines de 2006.
Un ejemplo de reciclaje masivo de cobre lo constituyó la sustitución de las monedas nacionales de doce países europeos por el euro en 2002, el cambio monetario más grande de la historia. Se eliminaron de la circulación unas 260.000 toneladas de monedas, conteniendo aproximadamente 147.496 toneladas de cobre, que fueron fundidas y recicladas para su uso en una amplia gama de productos, desde nuevas monedas hasta diferentes productos industriales.96
Producción y comercio [editar]
Producción minera [editar]
Producción minera de cobre en 2005.98
Evolución de la producción mundial de cobre.
La producción mundial de cobre a partir de minas es de unos 15,6 millones de toneladas al año (2007). El principal país productor es Chile, con más de un tercio del total, seguido por Perú y Estados Unidos.99
Rango
Estado
Producción(en mill. ton/año)
1 Chile 6,23
2 Perú 1,20
3 Estados Unidos 1,19
4 China 0,92
5 Australia 0,86
6 Indonesia 0,78
7 Rusia 0,73
8 Canadá 0,59
9 Zambia 0,53
10 Polonia 0,47
11 Kazajistán 0,46
12 México 0,40
Fuente: USGS 2008
De entre las diez mayores minas de cobre del mundo, cinco se encuentran en Chile (Escondida, Codelco Norte, Collahuasi, El Teniente y Los Pelambres), dos en Indonesia, una en Estados Unidos, una en Rusia y otra en Perú (Antamina).39
Reservas [editar]
Se estima que la corteza terrestre contiene más de 3000 millones de toneladas de cobre, de las cuales 700 millones están en el lecho marino. Las reservas demostradas, según datos de la agencia estadounidense de prospecciones geológicas (US Geological Survey), son de 940 millones de toneladas, estando casi el 40% de ellas en Chile.99
Por otro lado, dado que es posible reciclar el cobre indefinidamente sin alterar su composición ni sus propiedades, se puede considerar que el cobre actualmente en uso en el mundo forma parte de las reservas del metal.
Comercio y consumo [editar]
El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del acero y el aluminio.100 Existe un importante comercio mundial de cobre que mueve unos 30.000 millones de dólares anuales.101
Los tres principales mercados de cobre son el LME de Londres, el COMEX de Nueva York y la Bolsa de Metales de Shanghái. Estos mercados fijan diariamente el precio del cobre y de los contratos de futuros sobre el metal.101 El precio de suele expresar en dólares / libra y en la última década ha oscilado entre los 0,65 $/lb de finales de 2001 y los más de 4,00 $/lb alcanzados en 2006 y en 2008.102 El fuerte encarecimiento del cobre desde 2004, debido principalmente al aumento de la demanda de China y otras economías emergentes,103 ha provocado una oleada de robos de objetos de cobre (sobre
todo cables) en todo el mundo, con los consiguientes riesgos para la infraestructura eléctrica.104 105 106 107
Rango EstadoConsumo de cobre refinado
( en mill. ton/año )
1 Unión Europea 4,32
2 China 3,67
3 Estados Unidos 2,13
4 Japón 1,28
5 Corea del Sur 0,81
6 Rusia 0,68
7 Taiwan 0,64
8 India 0,44
9 Brasil 0,34
10 México 0,30
Fuente: World Copper Factbook 200739
Los principales productores de mineral de cobre son también los principales exportadores, tanto de mineral como de cobre refinado. Los principales importadores son los países industrializados: Japón, China, India, Corea del Sur y Alemania para el mineral y Estados Unidos, Alemania, China, Italia y Taiwan para el refinado.39
SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DEL MINERAL.
- A rajo o tajo abierto
- subterráneas
La decisión sobre cual sistema utilizar de la minería en general depende en la evaluación económica, que con la ayuda de sistemas computacionales define las zonas de interés y los volúmenes. En principio una explotación subterránea es de mayor costo que una a rajo abierto, aunque la inversión inicial dependerá del material estéril que tiene que ser removido hasta llegar a la zona mineralizada. El volumen de mineral de la explotación será vital para estimar la amortización del capital invertido, según el tipo de extracción definido.
Figura 1. Explotación a tajo abierto en mineral la Escindida 2ª. Región.
Las maquinarias utilizadas en la gran minería son de dimensiones espectaculares. Se pueden observar palas gigantes que con su “cuchara” pueden extraer hasta 80 toneladas de mineral en cada operación, los camiones tolva con capacidad de carga superior a las 300 ton.
Figura 2.Gigantesca pala mecánica cargando camión tolva de 300 ton. En explotación de cobre a rajo abierto
La explotación subterránea posee equipos para efectuar tronaduras múltiples para el retiro del mineral, incluso manejados a control remoto, por seguridad.
Figura 3. Cargador frontal especialmente diseñado para la explotación en minas subterráneas
El pequeño minero utiliza la explotación subterránea, buscando el filón o mena para justificar el esfuerzo de trabajar en condiciones precarias en cuanto a equipamiento y normas de seguridad. En algunos casos extraen el cobre de antiguos botaderos de minas que aun tienen una ley de metal explotable ; esto como consecuencia de los métodos de extracción ineficientes que utilizaban en épocas anteriores.
SISTEMAS DE PROCESAMIENTO MECANICO DEL MINERAL
En la extracción del mineral se obtienen trozos de diverso tamaño, que pueden llegar a medir mas de un metro de diámetro.
El mineral debe ser fragmentado y molidos en tamaños adecuados a cada sistema de tratamiento ulterior.
Las operaciones de fragmentación utilizadas son:
- El chancado y la molienda
Ambas pueden realizarse en etapas sucesivas denominadas: proceso primario, secundario y terciario. Obteniéndose partículas de menor tamaño.
Si el mineral va a ser sometido a un proceso de “lixiviación”,el rango de la partícula podrá oscilar en 6-10mm de diámetro. Si el proceso ulterior es la “flotación” de las partículas su tamaño tendrá que ser muy fino (0.1mm), obteniéndose en forma de una “pulpa” donde se agrega agua y reactivos para facilitar el proceso. El tamaño se expresa en micrometros.
Figura 4.Molienda de mineral sulfurado para lograr tamaño de partícula 0.1mm.
Este es el molino más grande del mundo y posee un motor de 16000 HP.
Las operaciones de fragmentación son aquellas donde el material producido es seleccionado en tamices y la que es rechazada es devuelta a la etapa anterior; con la ayuda de correas transportadoras y tolvas.
OBTENCIÓN DE COBRE DESDE MINERALES “OXIDADOS”.
La secuencia de operaciones es utilizada para extraer el cobre del tipo “sulfuros” secundarios, mediante modernos procesos de lixiviación.
Lixiviación del mineral. Purificación de la solución mediante extracción con solvente.
Electro-obtención de cátodos de cobre.
Lixiviación se denomina al proceso químico que consiste en la solución de diversas sales presentes en los minerales. Su objetivo es obtener en solución una determinada especie química relativamente concentrada (solución rica o fuerte), la que se separa del resto de los áridos del mineral
(ripios o gangas).
Tradicionalmente la lixiviación se realiza con dos tipos de sistemas
- Precolación en grandes estanques abiertos (piscinas o bateas)
- Agitación en baterías de estanques provistos de grandes hélices
El primer sistema se utilizo en Chiquicamata para tratar minerales oxidados. El proceso dura entre 80 y 120 horas, con etapas de “remojo”, percolación” y “lavado” del mineral. El segundo proceso era empleado en explotaciones más pequeñas ; su mayor problema era el costo de producción y energético.
Se ha impuesto el sistema de lixiviación en pilas o T.L (del ingles “thin layer”, capa fina). Donde se acumula el mineral de óxidos y sulfuros secundarios, de tamaño adecuado y “aglomerado” en pilas de 3 a 6 m de altura y gran extensión. Las pilas se forman en terreno aplanado con leve pendiente, se extiende una carpeta impermeable de polietileno y mangueras para recuperar el lixiviado.
Normalmente la operación comprende dos etapas :
Una rápida (15 a 45 días) donde se disuelve el 80-90% del mineral oxidado y el 40-50% de los sulfuros secundarios.
Una lenta (6 meses), en la cual se completa el 100% de recuperación del oxidado y el 80-90% del sulfurado.
Figura 5. Etapa de formación de una pila de minerales de óxidos y sulfuros secundarios de cobre, mediante correa transportadora.
El mineral oxidado se lixivia, en cambio los sulfuros secundarios (Calcosina, Covelina, Bornita) se disuelven fundamentalmente por la acción de bacterias del tipo Thiobacillus, principalmente Thio-oxidans y Ferro-oxidans. Son microorganismos mesofilos que oxidan en presencia de aire, formado actúa como agente oxidante que transforma los sulfuros en sulfatos solubles.
La lixiviación de sulfuros primarios (ej. Calcopirita ) muy abundante en la naturaleza, no es factible, debido a que la genética de la reacción es demasiado lenta por eso son tratados en forma totalmente diversas.
Al finalizar los ciclos de lixiviación, el material se retira con gigantesca palas y se acumulan en botaderos no contaminantes, o se forma una nueva pila sobre la ya agotada Este último es el más utilizado por razones de costo.
La solución o lixiviado final contiene un porcentaje de cobre C u C O relativamente bajo (1-3 g l ) Está contaminada con yerro y otros elementos mencionados, por lo cual debe ser purificada ante el proceso de electro - obtención.
Purificación. Antiguamente el proceso de purificación era netamente químico y bastante engorroso.
Hoy día se utiliza universalmente la extracción por solventes, para soluciones de cobre ácidas como almoniacales. Consiste en disolver en querosenos una resina adecuada, por ejemplo del tipo oxima. Esta resina son selectivas para el cobre y no captura otros cationes ( F e, A l, A s, etc.)
NI Aniones . En una segunda etapa , la regeneración o “stripping”, la face orgánica cargada con cobre se agita con una solución concentrada de I I S O pasando el C u a la fase acuosa.
Electro-obtención . El cobre en este proceso se obtiene en forma de láminas metálicas, Cátodos. Con pureza superior al 99. 98%, mediante la electrólisis de la solución “rica” proveniente del proceso de purificación con solventes.
Figuras 6. Obtención de cátodos de cobre en el proceso electro-obtención.
Figura 7. Cátodos de cobre electrolíticos ( 99.98%) en patio de almacenamiento, previo a su embarque.
El sistema consiste básicamente en recuperar el cobre contenido en el electrolito mediante el paso de corrientes eléctricas continuas. En forma simultánea, en ánodos insolubles. Se desprende oxígenos y se regenera ácidos sulfúricos.
La Electrólisis, se desarrolla generalmente en celdas rectangulares de hormigón revestido en Pvc, donde se colocan alternadamente los cátodos iniciales y los ánodos insolubles de aliación de plomo.
Esta solución regresa la etapa de “Stripping” en la extracción con solventes completando un ciclo cerrado que no genera contaminación.
La intensidad de la corriente continua que circula por las celdas puede llegar a 25-30.000 Amperios.
Se puede calcular el gasto energético para obtener un kg. De C u castódico, considerando los siguientes conceptos y relaciones:
Potencia: 1 kw = 1000 x V x Y, siendo un kw = 1000 Vatios. V = Voltios, Y = Amperios.
Energía Potencia x Tiempo (kw x h), o sea ( K V x Y h ).
- 1 Amperio x hora ( A-h) deposita 1. 18 g. De C u ( con Rend. 100)
- Por lo tanto 1 kg de C u es depositado por el paso de 847. 5 A - h (100/1.18)
Figura 8. Esquema del proceso de obstención de cátodos de cobre electrolítico a partir de minerales oxidados y sulfuros secundarios.
OBSTENCION DE COBRES DESDE MINERALES “SULFURADOS”
Comprende el procesamiento de la calcopirita (Sulfuro Primario) y los sulfuros secundarios incluidos en el mineral junto a dichas especies.
Fundamentalmente, las etapas del proceso de obstención de cátodos de cobres, partiendo del mineral ya finamente molidos, se pueden resumir así:
Proceso de concentración del mineral.
“Flotación” selectiva de compuestos de cobre y molibdeno . Espesamiento y filtración del concentrado de cobre.
Procesos pirometalurgico
Secado de concentrados. Fusión de concentrados para obtener “matas” o “eje”.
Conversión del eje acore “Blister”.
Refinación a fuego para llegar a cobre “ Raf”.
Moldeo de ánodos Raf.
Procesos electroquímicos.
Refinación electrolítica, para obtener finalmente “Cátados” de alta pureza.
En cada una de estas etapas el porcentaje de cobre contenido en cada producto se va elevando hasta llegar al cátado de metal con máximo pureza. Este tipo de cobre es el único que sirva para elaborar cables y alambre eléctricos, los que deben tener mayor conductividad, se logra eliminando pequeños porcentajes residuales del Raf mediante la refinación electrolítica.
Con cofre Raf se fabrica, entre otros productos como plancha y cañerías del metal.
Figura 9 : Porcentajes de C u en las etapas del proceso con minerales “ sulfurado” (% )
Concentración del mineral
La baja concentración del cobre en los grandes yacimientos cupríferos impide su tratamiento directo mediante operaciones de fusión. El mineral debe ser previamente concentrado mediante un tipo de proceso denominado “ flotación”.
En forma resumida se entiende “ flotación “ a un proceso físico - químico que consiste en la separación de partículas finalmente molidas de un mineral, basándose en el diverso grado de humectación de sus distintos competentes con agentes especiales (colectores, espumantes, etc).
En general, todos los constituyentes de mineral finalmente divido, tanto los compuestos de cobres como la ganga o áridos, “ mojados” por agua pura, pero no lo son por otras solucione. Por tanto si el agua se le adiciona reactivos adecuados en concentraciones y p I I bien estudiado.
La refinación pirometalúrgica final a cobre Raf se efectúa en hornos rotatorios o rectangulares, calentados con quemadores de petróleos diesel. En ellos se desarrollan la refinación en dos etapas:
Eliminación de las impurezas presentes con llamas oxidantes. Reducción del oxido cuproso (C u 2 0 ).
La reducción del C u O se consigue introduciendo en el horno tronco de eucaliptos verdes o inyectado de hidrocarburo ( petróleos, kerosene) en la masa.
El oro y la plata quedan junto al cobre, al igual que los restos de otros elementos, tales como As, Sb, Fe, Ni, Se, Te, Pb, y S, esto último obviamente concentraciones muy reducidas.
El cobre tipo Raf puede ser comercializado como tal o refinado en forma electrolítica para obtener cátodos de alta pureza, en cuyo caso previamente debe ser moldeado para formar los ánodos necesarios para el proceso. El moldeado se realiza en una rueda o “carrusel continuo .
Figura 12 Rueda de moldeo (“carrusel “) Para producir ánodos de cobre refinado a fuego (Raf)
Electro-refinación
La refinación electrolítica es el único sistema adecuado desde un punto de vista técnico- económico, para eliminar en forma prácticamente total las impurezas contenidas en el cobre y recuperar integralmente los metales nobles que lo acompañan.
Consiste en la electrolisis de una solución ácida de sulfato cúbrico, durante la cual se disuelve los ánodos del metal por refinar.
El general, las características operacionales de las refinerías difieren entre sí por lo que en este caso se utilizará como caso tipo la Refinería de Ventanas, los ánodos Raf son de 92 x 91 . 5 x 3 . 5 cm. ( largos - Ancho- Espesor) y pesan inicialmente 260 kg. Los Cátodos “iniciales” son delgadas láminas ( 0.5- 0.7mm) de Cu electrolítico de dimensiones similares a los ánodos, que pesan alrededor de 5 kg. Durante la electrólisis, los ánodos se disuelven mientras que los cátodos iniciales van aumento su peso hasta llegar 100- 110 kg., mom3entro que sin retirados de la celda ( “ cosechan”) El proceso se verifica en más de 100 celdas de concreto revestidas de P V C laminar, de 4.1 x 1.1 x 1.3 m (Largo- Ancho- profundidad), casa una contiene 33 ánodos y 34 cátodos intercalados.
El electrolíto es una solución de Cu S O que circula por las celdas con un flujo de 15-30 lt. Min a una temperatura de 60-65 C .
La intensidad de corriente continua es del orden de los 13.000 A por celda la que se obtiene de grandes equipos denominados “transformadores- rectificadores”. Esos equipos rebajan el voltaje de la corriente alterna que los alimenta y luego los pasa a corriente continua de bajos voltajes, que es la empleada en la electrólisis.
Por este motivo la concentración de los elementos solubles aumenta en forma constante en el electrolito, lo que obliga a su purificación cuando se alcanza un nivel tal que pueda afectar en la calidad de los cátodos. Esto se hace en forma continua en un grupo de celdas especiales, donde primero se recupera el cobre presente en la solución y luego se elimina el arsénico por depositación catódica. El electrolito remanente, que contiene el resto de las impurezas se “descarta”, previa recuperación del níquel por cristalización.
Comprende toda una gama de operaciones térmicas que consisten básicamente en la fusión del concentrado y su transformación de sulfuros a cobres metálicos de purezas cada vez más elevada. El secado de los concentrados, después del procesado de filtración permite rebajar su contenido de humedad hasta un 5-8% , generalmente se emplea una corriente de aire caliente de 800 - 850 C. Para facilitar la operación del horno de reverbero o del horno modificado “ El Teniente”, ambos utilizados en la gran minería .
En la etapa de la fusión del horno, el concentrado se transforma en “ ejes” o “ mata”, mediante reacciones que permiten eliminar el hierro y el azufre contenido en el mineral.
En el material fundido se estratifica. Quedando en la parte superior una “ escoria” con menor peso específico, que contiene fundamentalmente el hierro.
El “eje” que aún contiene un alto porcentaje de hierro se lleva a convertidores cilíndricos horizontales con capacidad de giro parcial , de gran tamaño.
En el convertidor se agrega un fúndente ácido para que forme una escoria. A través de numerosos orificios ubicados a lo largo del horno, bajo el nivel de la masa fundida, se insufla aire u oxígeno a alta presión, se genera reacciones químicas exotérmicas.
La escoria del convertidor puede contener entre 1.5 y 2.5% de Cu, por lo que es reciclada al horno de reverbero.
Figura 10 celdas de Flotación para la recuperación de partículas de minerales sulfurados de cobre.
Se aprovecha la circunstancia de que partículas finas de sulfuros de cobre y otros metales tiene la propiedad de absorber una finísima capa de algunos productos químicos. Esto facilita que la partícula se adhiera a las pequeñas burbujas de aire ( espuma ) “ y flote” hacia la superficie, permite su separación del resto de las partículas de gangas, las que no absorben el colector y debido a ello son humectadas por el agua, quedando en el fondo de las celdas de flotación. La espuma con las partículas minerales ricas en cobres y otros elementos valiosos se recuperan por rebase de las celdas y se somete a tratamiento de limpieza, de espesamiento y de filtración para elimina el exceso de humedad.
La ganga que queda en el fondo de las celdas se acumula habitualmente en grandes tranques. En aquellos casos en que los minerales sulfurados de cobre tengan porcentajes interesantes de molibdeno, los procesos de flotación en gran escala se realizan buscando la recuperación de ambos productos.
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