apuntes para alumnos de ingeniería metalúrgica

1. PIROMETALURGIA I
Apunte para alumnos de Ingeniería Metalúrgica
Edelmira Galvez A.
Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas
Universidad Católica del Norte

2. i
S E R I E D E A P U N T E S P A R A L O S A L U M N O S
Pirometalurgia I
Universidad Católica del Norte
Av. Angamos 0610, Antofagasta, Chile.
Teléfono (56) 55 355662 • Fax (56) 55 355664
Antofagasta, Mayo 2003.

3. Pirometalurgia I2
Índice
ÍNDICE .............................................................................................................2
I. TRATAMIENTOS PIROMETALURGICOS METALES NO REACTIVOS:........4
1.1. TOSTACION...............................................................................................................................4
1.1.1. TIPOS DE TOSTACION...................................................................................................6
1.1.2. PROCESOS DE TOSTACION.........................................................................................9
1.2. FUSION......................................................................................................................................16
1.2.1. TIPOS DE FUSION..........................................................................................................17
1.2.2. PROCESOS DE FUSION................................................................................................26
1.3. CONVERSION.........................................................................................................................65
1.3.1. TIPOS DE CONVERSION.............................................................................................66
1.3.2. PROCESOS DE CONVERSION...................................................................................71
1.4. REFINACION ..........................................................................................................................90
1.4.1. REFINACION A FUEGO...............................................................................................90
1.4.2. PROCESOS DE REFINACION A FUEGO ...............................................................93
1.4.3. REFINACION ELECTROLÍTICA..............................................................................108
1.4.4. PROCESOS DE REFINACION ELECTROLITICA..............................................113
1.4.5. REFINACION QUIMICA.............................................................................................122
1.4.6. PROCESOS QUIMICOS DE REFINACION...........................................................124
1.5. METALES NO REACTIVOS, PROCESOS EXTRACTIVOS......................................128
PIROMETALURGICOS..............................................................................................................128
II. METALES NO REACTIVOS, TRATAMIENTOS HIDROMETALÚRGICOS.133
2.1. TOSTACIÓN ...............................................................................................................................133
2.1.1. TIPOS DE TOSTACION...............................................................................................133
2.1.2. PROCESOS DE TOSTACION.....................................................................................135
2.2. LIXIVIACION........................................................................................................................137
2.2.1. TIPOS DE LIXIVIACION ............................................................................................140
2.2.2 PROCESOS DE LIXIVIACION..................................................................................144
2.3. PRECIPITACION..................................................................................................................159
2.3.1. TIPOS DE PRECIPITACION......................................................................................160

4. Pirometalurgia I3
2.3.2. PROCESOS DE PRECIPITACIÓN............................................................................166
2.4. REFINACION ........................................................................................................................181
2.4.1. TIPOS DE REFINACION ............................................................................................181
2.4.2. PROCESOS DE REFINACION ..................................................................................182
2.5. METALES NO REACTIVOS, .............................................................................................189
PROCESOS EXTRACTIVOS HIDROMETALURGICOS..................................................189
III. METALES REACTIVOS, TRATAMIENTOS PIROMETALÚRGICOS..........193
3.1. TOSTACION...........................................................................................................................193
3.1.1. TIPOS DE TOSTACIÓN...............................................................................................195
3.1.2. PROCESOS DE TOSTACION.....................................................................................199
3.2. FUSION....................................................................................................................................208
3.2.1 TIPOS DE FUSION.........................................................................................................209
3.2.2. PROCESOS DE FUSION..............................................................................................209
BIBLIOGRAFÍA........................................................................................216

5. Pirometalurgia I4
I. TRATAMIENTOS
PIROMETALURGICOS
METALES NO
REACTIVOS:
Los procesos pirometalúrgicos son los
métodos más antiguos y de aplicación más
frecuentes de extracción y purificación de
metales. Los metales más comunes que se
tratan por estos métodos incluyen cobre,
níquel, plomo cobalto; Son los procesos
que utilizan una combinación de
tostación, fusión, conversión refinación a
fuego, refinación electrolítica y refinación
química.
La tostación, que es el primer proceso,
se emplea para cambiar los compuestos
metálicos a formas de tratamiento más
fácil por las operaciones que siguen, así
como también para remover algunas
impurezas volátiles en la corriente de gas.
Mediante la fusión y la conversión se
funden los compuestos metálicos y se
forman nuevos compuestos en estado
líquido, los cuales se separan en capas de
valores metálicos pesados y escoria más
ligera que se forman con la roca de
desecho. Los valores metálicos, a los que
se les ha separado la mayor parte de las
impurezas iniciales, se purifican después
por procesos de refinación electrolítica o
química. Estos procesos de tratamiento se
agrupan en sus categorías principales en la
tabla 1.1
1.1. TOSTACION
En la mayoría de los casos el concentrado
metalífero no está en una forma química
de la cual pueda separarse el metal fácil
económicamente por medio de una
reducción directa simple. Es necesario
cambiarlo primero en algún otro
compuesto que pueda tratarse con mayor
facilidad. La tostacion es un tratamiento
químico preliminar que se emplea con
mucha frecuencia, y que consiste
específicamente en la oxidación de los
sulfuros a óxidos, ya que muchos de los
metales no ferrosos se presentan en forma
de sulfuros.
La tostacion de los sulfuros es un proceso
(de reacción de gas - sólido) en el que se
pone en contacto aire en grandes
cantidades, a veces enriquecido con
oxigeno, con los concentrados del mineral
de sulfuro. Esto se hace a una temperatura
elevada a la que se combine el oxigeno del
aire con el azufre del sulfuro para formar
SO2 gaseoso y con los metales para formar
óxidos metálicos. Al producto sólido de la
tostación se llama calcinado.
Tabla 1.1. Metales no reactivos,
tratamientos pirometalúrgicos.
Métodos de tostacion
• Concentrados de sulfuros de cobre-de
hogar, de lecho fluido, de sinterización.
• Concentrados de sulfuros de níquel-de
hogar, de lecho fluido, de sinterización.
• Concentrados de sulfuros de plomo-
sinterización.
Métodos de fusión.
• Sulfuros de cobre tostados-reverbero,
horno eléctrico, horno de soplo.

6. Pirometalurgia I5
• Sulfuros de cobre sin tostar- reverbero,
reverbero con oxigeno, horno eléctrico,
fusión instantánea, fusión continua.
• Sulfuros de níquel tostados-reverbero,
reverbero con oxigeno, horno eléctrico,
fusión instantánea.
• Sulfuros de níquel sin tostar-horno
eléctrico, fusión instantánea, horno de
soplo.
• Garnierita de níquel-horno de soplo de
tiro bajo.
• Oxido de níquel-horno de cuba.
• Sulfuros de plomos tostados-horno de
cuba.
• Sulfuros de plomo sin tostar-horno
eléctrico.
• Minerales y concentrados de óxido de
cobalto-horno eléctrico.
• Concentrados arsenical de cobalto-
horno de soplo.
Métodos de conversión
• Mata de horno de cobre-aire.
• Mata de horno de cobre y concentrado
de flotación-aire enriquecido con
oxigeno.
• Concentrado de cobre-fusión continua
combinada-reactor convertidor.
• Mata de horno de níquel-aire, aire
enriquecido con oxigeno, horno
rotatorio con oxigeno.
• Plomo metálico con contenido de
azufre-aire.
Métodos de refinación a fuego
• Cobre ampollado de convertidor-horno
de ánodos.
• Mata de convertidor de níquel-tostación
y retortas, enfriamiento lento-tostación
y reducción.
• Plomo metálico de horno de cuba-dros-
suavizado-desargentizado-separacion del
zinc-desbismutizado.
Métodos electrolíticos de refinación
• Anodos de cobre-sistema múltiple.
• Anodos de níquel metálico-sistema
múltiple-celda de diafragma-bajo voltaje.
• Anodos de mata de níquel metálico-
sistema múltiple-celda de diafragma-alto
voltaje.
• Anodos de plomo suavizado-sistema
múltiple.
Métodos químicos de refinación.
• Níquel metálico-extraccion de vapor de
carbonilo.
• Espáis de cobalto-sulfatado-
precipitación química.
• Aleación blanca de cobalto-lixiviación-
precipitación química.
Esta oxidación debe hacerse sin fundir la
carga, lo cual destruiría el área máxima
requerida en las partículas para el buen
contacto con el aire. La agitación de la
carga asegura también en cierta forma la
exposición de todas las superficies de las
partículas al gas oxidante. La única
excepción a este procedimiento general es
la tostacion con soplo (sinterización), en la
cual se funden parcialmente las superficies
de las partículas y no se hace agitación de
la carga.
El grado de eliminación del azufre se
controla regulando el suministro de aire al
tostador y por el grado de afinidad que
tiene los elementos minerales por el azufre
y el oxigeno. Consecuente, minerales tales
como el sulfuro de hierro que tiene mayor
afinidad con el oxígeno que por el azufre,
pueden oxidarse completamente, mientras
que un mineral de cobre que vaya en la
misma alimentación del tostador, con
mayor afinidad por el azufre que por el

7. Pirometalurgia I6
oxigeno, aparecerá en el calcinado todavía
como sulfuro.
En el proceso de tostacion no hay una
etapa perfectamente definida en la que se
oxide todo el súlfuro de hierro, y los
minerales con menor afinidad por el
oxigeno, como el sulfuro de cobre,
permanecen como sulfuros. La reacciones
se traslapan, y muchas tienen lugar en
forma simultanea a una variedad de
regímenes de procesos.
La tostacion es, en esencia, una reacción
heterogénea, en la que la capa de oxido que
se forma primero permanece como una
capa porosa a través de la cual puede pasar
el oxigeno hasta la porción interna del
sulfuro que todavía no ha reaccionado, en
el interior de la partícula, y combinarse con
el azufre para formar gas SO2 y salir del
tostador. Este paso se vuelve más difícil al
ir engrosándose la capa porosa de oxido, y
se producen algunas reacciones reversibles
en el interior de la partícula al ir
aumentando las concentraciones de SO2:
MS + 3/2 O2 == MO + SO2
MO + SO2 == MS + 3/2 O2
Esto dificulta la separación de las ultimas
cantidades de azufre del interior. El
tamaño de las partículas es también
importante, ya que a las partículas grandes
les tomará mucho mas tiempo reaccionar
hasta su centro.
La tostacion oxidante de un concentrado
de sulfuro es una reacción exotérmica, es
decir, cede calor. Este calor de reacción
ayuda a mantener al tostador a la
temperatura de tostacion requerida, con lo
cual continua el proceso con el poco calor
extra aportado por la combustión de un
combustible. En ocasiones puede lograrse
la tostación autógena, cuando se tiene un
material de alimentación al tostador de alto
contenido de sulfuros que genere
suficiente calor por la reacción de
oxidación para producir y propagar todo el
calor necesario sin requerir de un
combustible extraño. La tostacion
autógena, por razones de economía de
combustible, se practica el grado que lo
permita el material de alimentación.
1.1.1. TIPOS DE TOSTACION
La oxidación de los concentrados de
sulfuro para obtener óxidos metálicos y la
aglomeración de los finos en trozos
grandes para poder tratarlos en hornos de
cuba son los procesos que se realizan
durante la tostacion.
La elección del proceso de tostación depende
de la clase de proceso de fusión al que han de
someterse los calcinados después de la
tostacion. La tostacion que se hace en hornos
de hogar múltiple y de lecho fluido requiere
de material de alimentación fino y
proporciona calcinados finos que se tratan
posteriormente en hornos de reverbero, en
hornos de cuba o en hornos eléctricos. El
tostador de hogar múltiple es el mas
antiguo, habiéndose desarrollado por primera
vez en los últimos años de la década de 1890;
este tostador ha encontrado amplia
aceptación. El tostador de lecho fluido es de
desarrollo mas reciente, de los primeros años
de la década de 1950, y se caracteriza por su
capacidad excepcionalmente alta; un tostador
de fluido tiene una capacidad equivalente a
ocho veces la de u tostador de hogar múltiple
de la misma área de hogar. Esta innovación
ha eliminado la necesidad de grandes
conjuntos de tostadores de hogar múltiple en
las operaciones de gran tonelaje que se tenían
por la capacidad limitada del tostador
individual.
Los concentrados de sulfuro que tienen
que desulfurarse y aglomerarse se tuestan

8. Pirometalurgia I7
generalmente en tostadores de soplo
(maquinas de sinterización) más que en
tostadores de hogar múltiple o de lecho
fluido. Esta tostación da una torta gruesa
de sinter, poroso y oxidado, como
producto, que sirve como material de
alimentación para un horno de fusión del
tipo de cuba o de tiro tal como sale de la
operación simple de tostación.
Tostador de hogar múltiple.
Esta unidad consta de un cierto numero
de hogares refractarios horizontales,
circulares, que van sobrepuestos y alojados
en un asco de acero; el material de
alimentación se descarga sobre el hogar
superior y va descendiendo para ser
descargado en forma de calcinados
tostados por el hogar inferior. Una flecha
central de rotación lenta hace girar brazos
de arrastres enfriados por el aire o por agua
sobre cada hogar. Las aspas giratorias de
arrastre pasan en su rotación sobre la carga
del tostador para hacer que el material
fresco salga a la superficie para que tenga
lugar la tostación, o sea la reacción de
oxidación gas - sólido, y también empujan
la carga transversalmente al hogar hacia
agujeros de caída para que vayan pasando
hacia abajo al siguiente hogar. Los
agujeros de caída o de descarga están
situados en tal forma que no quedan uno
debajo de otro, sino en la periferia exterior
de un hogar y en el centro del hogar que se
encuentra abajo. Como consecuencia de
esto la carga sigue una trayectoria
prolongada en zigzag hacia abajo, a través
del tostador, con lo cual se logra el tiempo
necesario para que tengan lugar las
reacciones de oxidación.
Al ir avanzando el material de alimentación
hacia abajo en el tostador, lo van
calentando los gases calientes que
proceden de la reacción exotérmica de
tostacion que tiene lugar en los hogares
inferiores, hasta que finalmente este
material de alimentación llega alcanzar a la
temperatura de reacción, comienza a arder
y se oxida con gran rapidez. Esta reacción
continuará hasta que los calcinados
tostados sean descargados del hogar
inferior del tostador y enfriados al aire a
una temperatura inferior a la de reacción
de tostación.
En los hogares inferiores hay instalados
quemadores de gas para asegurarse de que
se alcanza la temperatura de reacción si la
tostacion no es autógena. La corriente de
aire que se alimenta al tostador se regula
abriendo puertas en los hogares inferiores,
y el tiro natural que tiene la instalación
succiona aire hacia el interior para aportar
el oxigeno necesario para la oxidación.
La capacidad del tostador es en promedio
de alrededor de 0.25 toneladas corta de
pirita (o contenido equivalente de azufre)
por pie cuadrado (0.09 m3) de área de
hogar y por día; el tamaño de los
tostadores varía de 4 a 12 tostadores de
diámetros desde 10 a 24 pies (3.05 a 7.32
m.). La concentración de SO2 en el gas del
tostador es del orden de 4.5 a 6.5%.
Tostador de lecho fluido.
El horno esta formado por un casco de
acero cilíndrico recubierto de ladrillo y
cerrado en el fondo por una rejilla. Desde
una caja de viento situada abajo de la rejilla
se inyecta aire en volumen suficiente y se
distribuye uniformemente por la rejilla para
mantener en suspensión las partículas
sólidas de la alimentación y dar un
excelente contacto entre gas y sólido en
todas las superficies.
En forma continua se alimenta una pulpa,
una suspensión de sólidos en agua, del
material que habrá de tostarse,
manteniendo el tamaño máximo de

9. Pirometalurgia I8
partícula a alrededor de 1/4 de pulgada
(6..3 mm), la cual pasa a través de un tubo
descendente hasta la capa turbulenta del
tostador. Dicha capa turbulenta con sus
partículas sólidas en suspensión tiene las
características de un fluido. Si el material
de alimentación tiene tamaños y
densidades mezclados, las partículas más
pequeñas y más ligeras ascienden a la parte
superior de la capa turbulenta, mientras
que las más grandes y pesadas se juntan en
la parte inferior.
Parte de los calcinados tostados salen por
un tubo de derrame para descarga lateral, y
por otra parte es arrastrada por los gases
de escape, de los cuales se recupera como
polvo de chimenea en un sistema de
depuración de gases. Mediante serpentines
de enfriamiento se remueve el exceso de
calor de reacción de la capa turbulenta, y
en casi todos los cascos se aprovecha este
calor para la producción de vapor de agua,
estando conectado el sistema de
enfriamiento del tostador a una caldera de
recuperación.
La reacción oxidante es autógena, y la alta
turbulencia de la suspensión y el excelente
contacto resultante entre gas y sólido, así
como el intercambio de calor explican el
muy elevado régimen de reacción del
proceso y su alta capacidad consecuente.
Esta capacidad es del orden de 2.0
toneladas cortas de material piritoso
alimentado y por día y por pie cuadrado
(0.09 m2) de área de rejilla. El contenido
de SO2 del gas del tostador es de 9 a 12%.
Tostador de tiro (Sinterización).
Una máquina de sinterización esta
formado por secciones articuladas con
fondo de rejillas, armadas en forma de
cadena sin fin que se mueve sobre
rodillos. Tiene una caja de succión situada
bajo las rejillas articuladas, y la velocidad
de la cadena de secciones es ajustable.
La carga formada por material fino de
alimentación, generalmente de ½ pulgada
(12.5 mm) de diámetro o menor, o bien
por bolillas (pellets) preformadas de ½
pulgada (12.5 mm), se humedece, se
mezcla y se alimenta en una capa de varias
pulgadas de espesor sobre las secciones
móviles antes de que pasen por la caja de
succión. Al pasar la sección sobre la caja
de succión de viento, se encienden los
sulfuros que lleva la carga por medio de un
quemador situado arriba. El proceso no
requiere combustible adicional, ya ya que la
temperatura de reacción se mantienen por
el calor que se produce al oxidarse los
sulfuros con el aire que se succiona a
través de la carga.
La zona de tostación avanza hacia abajo a
través de la carga que lleva cada sección
articulada de la maquina a medida que se
mueven hacia adelante las secciones sobre
la caja de viento dividida en secciones, y la
zona de combustión pasa gradualmente
por todo el espesor de la capa, desde arriba
hasta abajo, antes de que el material
tostado sea descargado de la maquina de
sinterización.
La alta temperatura de tostacion calienta
los componentes de la carga a suficiente
temperatura para volverlos pegajosos, y se
adhieren unos con otros al ocurrir tal
condición, para formar una torta porosa y
fuerte. Sin embargo, el espesor de la capa
de carga y el efecto refrigerante de aire
succionado a la caja de viento impiden que
se produzca una fusión excesiva, y son
solo las capas superficiales de partículas las
que se vuelven blandas y pegajosas. Si se
fundiera el material se impediría la
penetración del aire y terminaría la
tostacion, razón por la cual deben evitarse
temperaturas excesivas.

10. Pirometalurgia I9
Al termino del recorrido horizontal de las
rejillas móviles, y cuando la tostacion se ha
realizado en forma completa hasta la parte
inferior de la capa de la carga que llevan
las secciones, se descargan las rejillas bajo
una campana de captación de polvo. La
torta sinter se clasifica por tamaños,
pasando la porción gruesa en una dirección
para convertirse en alimentación de hornos
o retortas y regresándose los finos como
alimentación de retorno para la maquina de
sinterización.
La capacidad de las maquinas de
sinterización varia considerablemente,
desde 1.7 toneladas corta de material de
alimentación por pie cuadrado (0.09 m3
) de
área de rejilla por día para la mas pequeña
de 3 ½ pies de ancho por 45 pies de largo
(1.06 x13.5 m) hasta 0.3 toneladas corta
por pie cuadrado para las maquinas mas
grandes de 12 pies por 1668 pies (3.6 x
50.4 m).
La maquina de sinterización que se acaba
de describir es del tipo de “tiro
descendente”, y tiene la caja de viento de
succión debajo de las rejillas de secciones
móviles; en esta máquina se succiona el
aire abajo a través del lecho, desde su parte
superior hacia la inferior. Existe un
segundo tipo, la de “tiro ascendente”, la
cual tiene también una gran aceptación
industrial. En la maquina de “tiro
ascendente”, la caja de viento esta arriba de
la rejilla, succionando el aire hacia arriba a
través de la carga que llevan las secciones
móviles. El encendido se hace inicialmente
en una capa delgada del material de
alimentación colocada sobre la rejilla.
Después, ya iniciada la combustión de la
carga, se agrega una capa mas gruesa de
material de alimentación sobre la porción
que esta ya ardiendo, y la combustión
avanza hacia arriba al irse moviendo las
secciones bajo la caja de viento hacia el
extremo de descarga.
Para ambos tipos de maquina, la velocidad
de la rejilla varia mucho, de 10 a 48
pulgadas por minutos (25 a 120 cm) y
depende del grado de tostacion y/o
aglomeración deseada, del espesor del
lecho de material y de la longitud de la
maquina.
Algunas industrias metalúrgicas han
adoptado casi en forma universal uno o el
otro tipo de estas máquinas de
sinterización, mientras que otras utilizan
una combinación de ambos tipos. La
industria del plomo tiene una marcada
inclinación hacia las maquinas de tiro
ascendentes, mientras que en las del zinc se
utilizan en mayor grado las de tiro
descendente.
1.1.2. PROCESOS DE
TOSTACION
1.Los concentrados de sulfuro de cobre se
tratan en tostadores de hogar múltiple,
tostadores de lecho fluido y tostadores de
tiro (máquinas de sinterización), depen-
diendo del tipo de alimentación disponible
para el tostador y de la clase de proceso en
horno de fusión que siga a la tostación. En
los tres tipos de tostación se verifican
Los mismos cambios químicos,
principalmente la oxidación de una parte
del azufre combinado y su separación en
forma de gas SO2.
Los tostadores de hogar múltiple y de
lecho fluido se usan para tostar con-
centrados finos que habrán de fundirsc
después en un horno de reverbero o en un
horno eléctrico, procesos en los que los
calcinados se desean en estado fino y
separado. En cambio, los tostadores de
tiro se aplican sólo cuando se requiere una
combinación de desulfurización y
aglomeración, para alimentar la torta
gruesa de sinter a un horno de cuba. La

11. Pirometalurgia I10
alimentación normal para el proceso de
tostación de tiro es concentrado de planta
o mineral finamente molido.
La estabilidad del sulfuro de cobre en la
alimentación del tostador es algo mayor
que la del sulfuro de hierro que contiene la
carga, y la afinidad del oxigeno por el
hierro es más bien mayor que por el cobre.
En consecuencia, si se aporta un volumen
de oxígeno insuficiente para oxidar todos
los compuestos que contienen azufre que
lleva el material de alimentación, el
oxigeno disponible tenderá a combinarse
en forma preferente con el hierro antes de
combinarse con el cobre que vaya en la
carga. En consecuencia, una proporción
considerable (alrededor de la mitad) del
hierro se oxida y se separa como
componente de la escoria de óxidos en la
siguiente operación de fusión, mientras
que prácticamente todo el cobre se queda
en los calcinados todavía como sulfuro,
Cu2S:
3FeS2 + 8O2 = Fe304 + 6S02
Los tostadores de hogar múltiple se
disponen en tal forma que los calcinados
procedentes de alrededor de seis
tostadores alimenten un horno de
reverbero. La alimentación se hace llegar a
los tostadores por banda transportadora
desde las tolvas de concentrado, y un tipo
común de tostador tiene dos hogares para
secado y 10 hogares interiores para
tostación. El casco de acero del tostador es
de placa de 1/2 pulgada (12.5 mm), y los
hogares y las paredes son de ladrillo de
arcilla refractaria de alta alúmina. Un
tostador de 12 hogares tendría 22 pies de
diámetro y 40 pies de altura (6.7 x 12.2 m).
La velocidad de rotación de los brazos de
arrastre es del orden de 1.5 rpm, y escapa
suficiente aire de enfriamiento en dichos
brazos como para proporcionar una parte
del oxigeno necesario para la combustión
de los sulfuros. El aire restante se succiona
a través de puertas abiertas en los hogares
inferiores.
Una carga promedio de tostador es del
orden de 250 toneladas cortas de con-
centrado húmedo por día (0.5 a 1.0 ton.
métrica de carga por m2
de área de hogares)
y contiene alrededor de 22% de azufre.
Los fundentes para los procesos siguientes
de fusión se agregan con frecuencia a la
alimentación del tostador para que se
mezclen y precalienten con el calcinado, el
cual es descargado del hogar inferior a
14000
F (7600
C).
El gas procedente del tostador va a una
planta de precipitación de polvo, de la cual
se envía el polvo recuperado al horno de
reverbero para fundirse. Debido a la
cantidad relativamente grande de aire
admitido durante el proceso de tostación,
la concentración de S02 en el gas de escape
final es baja, 4.5 a 6.5%.
Los tostadores de lecho fluido han
reemplazado a los del tipo de hogar múl-
tiple en cierto grado, por su mayor
capacidad, ya que un tostador de lecho
fluido puede hacer el trabajo de ocho
tostadores de hogar múltiple.
Un tostador típico de lecho fluido, de
tamaño regular, tiene casco cilíndrico de
acero de 1/2 pulgada (12.5 mm) de espesor
de pared, 17 pies de altura con la parte
superior cónica y caja de viento de 12 pies
de diámetro (5.18 x 3.66 m); en su interior
va revestido con ladrillo refractario para
servicio a alta temperatura. La rejilla tiene
164 toberas a 10 pulgadas entre centros (25
cm), y se le inyecta aire a 4 lb/puIg.2
(27.6
kPa) a través de las toberas.
En Copper Hill, Tennessee, se alimenta al
tostador una pulpa con 78% de sólidos en
suspensión en agua, de torta de filtro de
concentrados con arena, la cual habrá de

12. Pirometalurgia I11
servir como fundente durante la siguiente
operación de fusión. El régimen de
alimentación de la pulpa se hace variar
según se requiera para mantener la
temperatura de tostación deseada de 1200º
F (650º
C). La eficiencia de utilización del
oxigeno es próxima al 100%.
Una porción considerable de la carga del
tostador (a veces hasta del 75 al 85%) sale
del tostador por la abertura superior junta
con los gases de reacción. Este gas recorre
en orden colectores de polvo ciclónicos,
calderas de recuperación de calor y a veces
precipitadores electrostáticos para polvo,
para recuperar los sólidos que llevan los
gases. Después, este gas que contiene más
del 10% de SO2, se conduce a la planta de
ácido para la fabricación de ácido sulfúrico.
El polvo recuperado se agrega a los
calcinados, más gruesos que produce cl
lecho del tostador, a través de una válvula
con sello a prueba de fluidos, al interior de
una tolva de calcinado.
Haciendo variar la relación de aire puede
regularse la cantidad de azufre en el
calcinado, con lo cual puede obtenerse casi
cualquier grado de mata deseado.
Los tostadores de tiro o de soplo
(máquinas de sinterización) se emplean
para tostar y aglomerar simultáneamente la
carga para fundirla en cl horno de cuba, y
como los hornos de cuba han venido
disminuyendo en numeró, han disminuido
también las operaciones asociadas de
sinterización. Sólo hay unos cuantos
hornos de cuba en operación actualmente
en Rusia, Africa y Japón.
Se emplean convencionalmente las
máquinas del tipo de tiro descendente, y
una máquina de tamaño promedio tendría
secciones viajeras con rejilla de 42 pulgadas
de ancho por 36 pulgadas de largo (1.05 x
0.9 m) y un recorrido de sinterización de
30 a 50 pies (9.15 a 15.24 m).
Generalmente se carga sobre las rejillas una
capa de carga de 6 pulgadas (15 cm),
formada por una mezcla de mineral fino,
concentrado, polvo de chimenea, finos de
retorno del sinter y fundente de caliza, y la
máquina tiene un distribuidor para
extender la carga uniformemente. La
velocidad de las secciones es de alrededor
de 2 pies por minuto (0.61 m), y una
máquina de este tamaño y tipo tendría una
capacidad de 250 toneladas cortas de carga
por día.
El azufre contenido en la cargase reduce
de alrededor de 20% a 14%, y la cantidad
de aire que se usa es tan grande que el
contenido de SO2 en el gas de salida es
generalmente muy bajo para usarse para la
producción de ácido sulfúrico.
2. Los concentrados de sulfuro de
níquel se tuestan en la misma forma que
los de sulfuros de cobre, en tostadores de
lecho fluido y de hogar múltiple. Los
tostadores de lecho fluido se están
volviendo más populares y están
remplazando a los tostadores más antiguos
de hogares en varias instalaciones. La
International Nickel Company, que se ha
cambiado recientemente a tostadores de
lecho fluido, utiliza alimentación de torta
de filtro con finura de 64% menos 200
mallas y con contenido de 10% de
humedad.
Las reacciones que ocurren con el sulfuro
de níquel, el sulfuro de hierro y el oxigeno
son también similares a las que ya se vieron
para los sulfuros de cobre, en cuanto que
el oxigeno se combina de nuevo
preferentemente con el hierro, convir-
tiendo alrededor de la mitad del sulfuro de
hierro presente a la forma de óxido para
ser separado como escoria en la siguiente
operación de fusión. Como sucede con el
sulfuro de cobre, casi todo el níquel se

13. Pirometalurgia I12
queda en forma de sulfuro, Ni3%, en los
calcinados tostados.
3. Los concentrados de sulfuro de plomo
se tuestan con el fin de lograr una alta de-
sulfurización y también aglomeración;
logrado lo anterior constituyen una carga
adecuada para el siguiente proceso de
fusión reductora en horno de cuba.
Tabla 1.2. Planta de sinterización (Fundición de plomo Buick), AMAX Homestake: Datos de
operación
Alimentación de sinter
Material peso (%) Pb (%) S (%)
Concentración de plomo 26 74.1 16.5
Fundente de hierro 4 — —
Fundente de cal 2 — —
Fundente de sílice 1 — —
Escoria granulada 15 3.5 1.0
Polvo 2.0 50.0 8.0
Sinter de retorno 50 50.0 2.8
------ -------
-------
100 46.0 6.0
Análisis Alimentación (%) Sinter final
(%)
SiO2 10.3 l1.2
Fe 12.2 13.3
CaO 9.2 10.0
MgO 0.8 0.9
Zn 5.1 5.6
S 6.0 1.1
Pb 46.0 50.0
Cu .0.3 0.4
T/h aproximadas 100 45

14. Pirometalurgia I13
Máquina de sinterización Lurgi de tiro ascendente
Ancho de parrilla 2.5 m
Longitud de parrilla 24.0 m
Area efectiva de tiro ascendente 60.0 rn2
Velocidad de rejilla ~ 1 in/min.
Espesor de lecho (ignición) 31 mm
Espesor de lecho (total) 280 mm
Producción de sinter 1060 T/dia
Régimen de combustión del azufre 1.37 T/m2
/D
Volumen de gases a planta de ácido 708 m2
/min
Concentración del gas (% de so2) 5.0 —5.5
Tiempo de operación . 75%
Fuente: C.H. Cotterill y J.M. Cigan, AIME World Symposium of Lead and Zinc, 1970. Vol. 2.
Pp. 754-756.
La tostacion de tiro, o sinterización es el
método de tostacion que se aplica, en el tipo
de máquinas de sinterización que se usa es,
en general, similar al que se usa para el
sulfuro de cobre. Estas son en su mayoría
máquinas de tiro ascendente, generalmente
del orden de 42 a 72 pulgadas de ancho (1.05
a 1.8 m) y de 22 a 40 pies longitud (6.7 1 a
12.2 m); la capacidad de las máquinas más
grandes es de alrededor de 200 toneladas por
día. El hecho está formado por concentrado
de sulfuro de plomo, polvo de chimenea,
finos de retorno del sinter y fundente de
caliza para la siguiente operación del horno
de cuba. Esta última se agrega al sinter para
que vaya íntimamente mezclada y
precalentada antes de llegar al horno.
La ventaja que se aduce para la
sinterización de tiro ascendente es que
impide que se tapen las rejillas con el
plomo fundido que se forma durante el
proceso de tostación, por la reacción del
sulfuro de plomo con el óxido y el sulfato
de plomo:
2PbOtPbS=3Pb+S02
PbS+3/2O2 =PbO + SO2
PbS+PbSO4 =2Pbt2SO2
Otras ventajas que se le atribuyen son
mayores capacidades de tonelaje debidas a
la mejor permeabilidad de la carga, menor
desgaste de las barras de la rejilla y de las
secciones móviles, y el requerimiento de
presiones más bajas en el ventilador.
Un problema que presenta la sinterización
de sulfuros de plomo es reducir su-
ficientemente el contenido de azufre, de
aproximadamente 12% a sólo 1%, para ob-
tener el material oxidado requerido para la
alimentación del horno de cuba y lograr
esta desulfurización sin liberar suficiente

15. Pirometalurgia I14
calor para que se funda la carga en proceso
y comience a gotear hacia la caja de
viento. Un remedio para este problema es
la doble sinterización. Con ésta, la primera
alimentación de sinter con 12% de azufre,
se 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 de sinter. Se logra así la
eliminación de azufre, bajando su
contenido del 12% al 6%. Este primer
sinter se tritura para exponer los sulfuros
no oxidados; se agrega agua, la cual al
vaporizarse deja una torta de sinter porosa,
celular; y luego se resinteriza la mezcla. La
reducción del azufre en esta segunda
pasada va del 6% a aproximadamente 1%,
que es el contenido deseado en el
calcinado final de sinterización.
Generalmente se deja suficiente azufre
(6%) después de la primera pasada sobro la
máquina do sinterización, para que haya
suficiente combustible para encenderse en
la segunda pasada. Sin embargo, en el caso
de que sea bajo el azufre en la primera
pasada, puede mezclarse una pequeña
cantidad de concentrados sin tostar,
Tabla 1.3. Alimentación y productos de
una planta de sinterización. Fundición y
refinería de
Glover, ASARCO
Composición de la alimentación
á la planta de sinterización
27.50%. Concentrados
1.4% Fundentes
7.0% Productos secundarios comprados y
generados
16.3% Escoria granulada
47.8% Sinter de retomo
Ag% Pb% Cu% Si0% Fe% CaO% Zn% S%
9.05 43.0 1.0 10.6 11.3 7.1 5.4 5.1
Composición del sinter final
Pb% Cu% S%
46.3 1.08 1.7
Toneladas alimentadas a la planta de sinterización por día de operacidn-1 125
Análisis

16. Pirometalurgia I15
Fuente: C. H. CotterilI y J. M. Eds., AIME World Symposium of Lead and Zinc. 1970, VoI.2,
pp. 781 y 782.
Tabla 1.4. Datos de operación de una máquina de sinterización
Dwight-Lloyd1 Fundición de plomo de Hoboken, Metallurgie
Hoboken-Ovcrpelt; Detalles de operación de la máquina
Velocidad de la máquina 0.5-2.5 m/min
Area total de la caja de viento 114 m2
Tamaño de las paletas 2 m por 0.68 m
Número de paletas por máquina 116
Número de rejillas por paleta 50
Aleación de las rejillas Acero al Cr, 13%
Area de caja de viento para gas
rico
37 m2
(cajas 2-3-4-
5)
Area de caja de viento para gas
recirculado
77 m2
(las demás
cajas)
Altura del lecho 10 a 16 cm
Régimen de producción de sinter 750 T/día
Volumen de gases de escape
Gases ricos 5-6
m3
N/seg/máquin
a
Gases pobres recirculados 8-9
m3
N/seg/máquin
a
Area de la caja de ignición 1.8 m2
Consumo de gas natural 2.4 m3
N/T de
sinter
Motor de impulsión 29.5 HP
Fuente: C.H. Cotterill y J. M. Cigan. Eds., AIME World Symposium of Lead and Zinc, Vol.
2, 1970,
pp. 836.

17. Pirometalurgia I16
o de carbón mineral o coque, para aportar
suficiente calor de reacción durante la
segunda pasada de sinterización.
Como sucede con otras operaciones de
tostación con tiro, la cantidad de aire que
se utiliza diluye en tal forma el gas SO2 que
se está produciendo, que su concentración
resulta demasiado baja por lo que no es
adecuada para tratamiento en planta de
ácido y producción de ácido sulfúrico, a
menos que se seccione el área del hogar
para permitir la separación aislada de los
primeros gases de tostación, los cuales
tienen alto contenido de SO2 y pueden
aprovecharse. En general, el contenido de
SO2 de los gases está entre 1.5 y 5.0%.
Otro método de reducir el contenido de
azufre a limites aceptables es el d reciclado
y mezcla, tal como lo realiza la fundición
Herculaneum de Missouri, de la St. Joe
Minerals Corporotion. En dicha planta se
mezcla el concentrado que sirve de
alimentación a la misma, el cual contiene
entre 9 y 11 0
/o de azufre, con sinter qu
contiene de 1.2 a 1 .7/o de azufre, y la
mezcla combinada es entonces lo
suficientemente baja en su contenido total
de azufre, como para ser sinterizada en un
solo paso a un sinter final con un
contenido global de azufre de 1.4%, el cual
es aceptable.
1.2. FUSION
La fusión es un proceso de concentración
en el que una parte de las impurezas de l
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 componentes
metálicos deseados.
La carga que se alimenta a un horno de
fusión está formada principalmente por
sólidos, aunque también puede cargarse en
ciertas operaciones algo de material
fundido. El calor suministrado para fundir
esta carga sólida puede provenir de
combustible fósil, electricidad, o bien, si se
cargan sulfuros, del calor producido por 1
reacción exotérmica de oxidación de la
carga misma. La carga del horno debe fun-
dirse para que sea posible la separación por
gravedad de las capas de escoria y metal,
también para facilitar la circulación y el
contacto de los compuestos que reacciona
en el seno de la carga.
Los componentes de la escoria estarán
formados por los óxidos de la carga, tanto
los que se encuentran en forma natural en
el mineral como la sílice (Si02) y los que se
han oxidado durante la tostación, como el
Fe304. Ya que estos óxidos tienen altos
puntos de fusión, de hecho más elevados
que los de los compuestos metálicos
que contiene la carga, es necesario agregar
fundentes, siendo los más frecuentes el
Si02 o el CaO, para que se combinen con
estos óxidos y formen una escoria de
menor punto de fusión. Es necesario que
la escoria se funda y esté completamente
liquida a la temperatura de operación del
horno para que los componentes metálicos
puedan separarse fácilmente y asentarse en
la capa inferior, más densa, así como para
facilitar el manejo de la escoria y extraerla
del horno en estado liquido.
Además de la escoria, los otros productos
del horno son los componentes metálicos
densos que forman la capa inferior en el
fondo del hogar del horno y que también
se extrae en estado liquido, y los gases de
combustión, juntos con los cuales se
producen algunas sustancias volátiles. Los
gases llevan consigo algo de polvo del
material fino de la carga, pasan y salen por

18. Pirometalurgia I17
el sistema de ductos del horno hacia un
colector de polvos en el que se separan los
sólidos para recircularlos y procesarlos
nuevamente en el horno.
1.2.1. TIPOS DE FUSION
Existen dos tipos principales de fusión, la
fusión por reducción, que produce un me-
tal fundido impuro y una escoria fundida
por la reacción de un óxido metálico con
un agente reductor; y la fusión de mata,
que produce una mezcla fundida de
sulfuros metálicos y escoria.
En la fusión por reducción, los valores
metálicos de la carga y los compuestos que
forman la escoria están presentes como
óxidos. En el horno se provoca una con-
dición reductora mediante la cual estos
valores metálicos, que pueden reducirse
más fácilmente a metales que los óxidos de
la ganga, se reducen a un metal impuro y
dejan que en la ganga permanezcan los
óxidos que formarán parte de la escoria.
Cualquier tipo de horno puede adaptarse a
la fusión por reducción pero los que se
emplean más comúnmente son el alto
horno y el horno eléctrico. La fusión de
mata es algo diferente a la fusión por
reducción, ya que en la primera se forma la
mata por la combinación de los sulfuros
líquidos de cobre, níquel, hierro y cobalto
en una solución homogénea. Los metales
preciosos presentes y las pequeñas
cantidades de otros metales básicos se
disuelven en la mata. La porción restante
de la carga, consistente en óxido de hierro,
ganga y fundente silíceo, se combina para
formar una escoria.
La fusión de mata se hace en una variedad
de tipos de hornos, entre los que están el
horno de reverbero, el horno de cuba, el
horno eléctrico, el horno de fusión
instantánea y lo más reciente, el proceso de
fusión continua, formado por tres hornos
en serie: en el primero ocurre la fusión, el
segundo se usa para limpieza de la escoria
y el tercero para la conversión a metal.
Los hornos de reverbero se utilizan para
la fusión de mata de concentrados de
granulometría fina, para los que se desea
una operación relativamente fácil en la que
los gases de escape no arrastren una
cantidad grande de material fino
alimentado.
El horno es de forma rectangular, su hogar
es poco profundo, el techo es abovedado y
la longitud es aproximadamente el
cuádruplo de su anchura. Las dimensiones
varían de 100 a 120 pies (30.5 a 36.6 m) de
longitud y de 25 a 35 pies (7.62 a 10.67 m)
de ancho. La selección del refractario para
el horno es importante por las altas
temperaturas y la naturaleza corrosiva de la
carga fundida. El techo está expuesto al
calor radiante de los quemadores del horno
y de la carga fundida, así como al efecto
erosivo de los gases calientes que arrastran
partículas de polvo. Se construye de
ladrillo siliceo si se trata de un arco armado
con resortes, o de ladrillo de magnesita si
el arco es suspendido. En los hornos
grandes se prefieren los arcos suspendidos,
por el peso excesivo de los refractarios
que requieren. Los hogares, las paredes de
los extremos y las paredes laterales son de
ladrillo siliceo, con hiladas de ladrillo de
magnesita a la altura de la línea de escoria
para reducir al mínimo los efectos de la
corrosividad de la interface de algunos
hornos más modernos, se emplea
magnesita para el hogar y el techo y
magnesita con cromo en las paredes
laterales y de los extremos. Mediante
miembros verticales de acero fijados con
pernos a tirantes horizontales por encima
de la parte superior del horno, se

19. Pirometalurgia I18
mantiene rígido todo el conjunto del
horno.
El horno de reverbero en esencia un horno
de fusión, y ésta se logra suministrando
calor por medio de quemadores dispuestos
en la pared del extremo del horno. Pueden
usarse Una variedad de combustibles
(carbón pulverizado, gas natural, petróleo)
para producir una flama larga que llegue
hasta la mitad de la longitud del horno.
Una parte del calor producido por dicha
flama es irradiado directamente sobre la
carga que se encuentra abajo, sobre el
hogar del horno y otra parte es irradiada
hacia el techo y las paredes, desde los
cuales se refleja también hacia abajo sobre
la carga. La tempera del horno es
aproximadamente de 2900o
F (l600o
C) en
extremo de la flama y de 2200º
F (l200o
C)
en el extremo de salida de los gases como
los gases de escape del h orno llevan una
cantidad considerable de calor sensible, se
les hace pasar por calderas de calor de
desecho economizadoras para recuperar
parte de ese calor. La recolección de polvo
se hace también antes de liberar finalmente
los gases.
La carga se efectúa dejando correr hacia
abajo la alimentación del horno a través
del techo del horno, a través de bocas de
carga situadas en línea a lo largo de una
orilla o a ambos lados. La carga cae a lo
largo de cualquiera de los lados del interior
del horno, y al calentarse , y fundirse pasa a
formar parte del charco liquido que hay en
el hogar. La mata que es mas pesada, se
asienta formando una capa inferior a la de
la escoria, que es más ligera. La mata se
extrae periódicamente por un agujero de
picada (piquera) lateral, mientras que la
escoria se hace escurrir en forma continua
en el extremo de salida de gases del horno.
Como alimentación puede usarse tanto los
concentrados calcinado por tostacion
como los concentrados sin tostar y las
flamas de los quemadores pueden
enriquecerse con oxigeno para aumentar la
capacidad de fusión y disminuir el
consumo de combustible por tonelada de
material cargado.
Los hornos de fusión instantánea (
flash Smelting Furnaces) son unos de
los desarrollos más recientes (después de
la segunda guerra mundial) para fusión de
mata en gran escala, y son del tipo
autógeno, o sea que aprovecha la
oxidación de los sulfuros que contiene la
carga para aportar el calor necesario para
fundir la carga del horno y alcanzar las
temperaturas de reacción.
En estos procesos se conectan hacia la
cámara de reacción caliente del horno los
concentrados de sulfuros, secos y sin
tostar, junto con el material fundente para
que haga contacto con oxigeno o aire
precalentado que también se inyectan a
presión. Una parte de los sulfuros de
hierro que hay en la carga reacciona
inmediatamente y se oxida a FeO y SO2
en una fuerte reacción exotérmica.
4CuFeS2 + SO2 => 2Cu2S* FeS + 4S02
+ 2FeO

20. Pirometalurgia I19
Tabla 1.5 Datos técnicos de los hornos de fusión (unidades inglesa)
Horno de
fusión
Horno de
fusión
instantánea
con O2
Horno de reverbero
con carga caliente
Horno de reverbero
para carga húmeda
Horno de cuba
con chaquetas
de agua
Convertidor rot.
De soplo por
arriba
Tamaño interior
del horno (pies)
20 X 78 24 X 110 24 X 110 4.2 X 20 9.2 diámetro
Combustible Oxigeno Petróleo Bunker C Carbón mineral
pulverizado
Coque Gas natural,
oxigeno y aire
Carga sólida
(Tcpd)
Concentrado
1500 1116 691 405 240
Fundente (80%
SiO2)
220 198 Ninguno 87 23
Pretratamiento Secado en lecho
fluidizado
Tostacion en horno
de hogar múltiple
Ninguno Sinterizado en
máquina Dwight-
Lloyd
Ninguno
% de
eliminación de
azufre
--- 20 ---- 32 ---
Fusión
especifica (Tcpd
/ pie2)
1.10 0.50 0.26 --- ---
Escoria líquida
del convertidor
(Tcpd)
Ninguno 574 270 138 (al
sedimentador )
Ninguno
Productos del
horno Mata
(Tcpd)
920 1030 688 273 59
% Cu 43 -45 33.0 30.2 44.2 97.3
% Ni 2.0 3.0 2.6 0.6 0.5
Escoria (Tcpd) 620 784 240 327 156
% Cu 0.62 0.62 0.77 0.60 4.02
% Ni 0.13 0.12 0.22 0.20 0.73
% SiO2 36.0 39.4 35.4 38.7 23.1
Fuente J.C. Yannopoulos y J.C: Agarwat, Eds., Extractive Mettallurgy of Copper, Vol. 1. The
Mettallurgical Society of AIME, 1976.p. 225

21. Pirometalurgia I20
Tabla 1.6. Datos técnicos de los hornos de fusión (unidades métricas)
Horno de
fusión
Horno de
fusión
instantánea
con O2
Horno de reverbero
con carga caliente
Horno de reverbero
para carga húmeda
Horno de cuba
con chaquetas
de agua
Convertidor rot.
De soplo por
arriba
Tamaño interior
del horno (m)
6.1 X 23.8 7.3 X 33.5 7.3 X 33.5 1.3 X 6.1 2.8 diámetro
Combustible Oxigeno Petróleo Bunker C Carbón mineral
pulverizado
Coque Gas natural,
oxigeno y aire
Carga sólida
(Tmpd)
Concentrado
1360 1010 626 367 218
Fundente (80%
SiO2)
200 180 Ninguno 79 21
Pretratamiento Secado en lecho
fluidizado
Tostacion en horno
de hogar múltiple
Ninguno Sinterizado en
máquina Dwight-
Lloyd
Ninguno
% de
eliminación de
azufre
--- 20 ---- 32 ---
Fusión
especifica
(Tmpd /m2)
10.8 4.9 2.6 --- ---
Escoria líquida
del convertidor
(Tmpd)
Ninguno 521 245 125 (al
sedimentador )
Ninguno
Productos del
horno Mata
(Tmpd)
834 934 624 248 54
% Cu 43 -45 33.0 30.2 44.2 97.3
% Ni 2.0 3.0 2.6 0.6 0.5
Escoria (Tmpd) 562 711 218 297 141
% Cu 0.62 0.62 0.77 0.60 4.02
% Ni 0.13 0.12 0.22 0.20 0.73
% SiO2 36.0 39.4 35.4 38.7 23.1
Fuente J.C. Yannopoulos y J.C: Agarwat, Eds., Extractive Mettallurgy of Copper, Vol. 1. The
Mettallurgical Society of AIME, 1976.p. 226

22. Pirometalurgia I21
El calor desarrollado es suficiente para
fundir las demás partículas finas de la
carga, por lo que todas llegan al hogar del
horno en forma de pequeñas gotas de
liquido. Esta lluvia de partículas fundidas
se separa, al llegar al baño, en la mata que
se asienta en la capa inferior del hogar y la
escoria. La escoria se forma con los óxidos
de hierro producto de la reacción el
fundente silicio y cualquier material de la
ganga que haya en la alimentación del
horno, y se junta formando una capa arriba
de la mata.
Los gases que salen del horno son ricos en
SO2 (arriba del 18%) y, por tanto, son
adecuados para tratamiento en planta de
ácido sulfúrico o para ¡a producción de
SO2 liquido. También [levan una gran
cantidad de calor sensible que se recupera
en calderas economizadoras de calor y en
precalentadores de aire. En colectores de
polvo es recuperada una cantidad
considerable de finos. Las capas de mata y
de escoria que se forman en el horno se
extraen a través de las piqueras y se
recolectan en cucharas.
Existen en uso dos tipos generales de
hornos de fusión instantánea. El de-
sarrollado por la International Nickel
Company. que es una unidad de tipo
reverberante con quemadores con
inyección dc oxigeno en ambos extremos y
el ducto de extracción de gases situado en
el centro del horno. Toda la alimentación
de la carga se hace a través de los
quemadores de inyección de oxigeno, por
lo que no se requieren las aberturas de
carga del techo del diseño común de los
hornos de reverbero. La mata se extrae por
agujeros laterales de picada y la escoria por
un extremo.
Los refractarios que se emplean son los
mismos que los de un horno de reverbero
convencional, con ladrillo de magnesita en
el techo y en la línea de escoria y ladrillo de
sílice en los lados, los extremos y el hogar.
Otro tipo de horno para fusión
instantánea, el horno Outokumpu, fue el
primero que se desarrolló y es el tipo que
se usa más; el diseño es en forma de U con
un tiro vertical de reacción en un extremo,
un hogar de asentamiento largo y bajo en
¡a parte central y un tiro vertical de salida
de gases en el otro extremo.
El concentrado sin tostar y el fundente,
secos, son alimentados junto con aire
precalentado por la parte superior del tiro
de reacción alto y redondo. La reacción
instantánea tiene lugar inmediatamente, y
las gotas de líquido caen por el tiro al ho-
gar de asentamiento en el que se separan
en capas de mata y escoria. Los gases de
escape salen por el tiro vertical de
extracción de gases situado al otro extremo
del hogar de asentamiento y opuesto a la
del tiro de reacción. Dichos gases de
escape tienen que girar un ángulo de 90o
para salir del asentador y al hacerlo,
arrastran hacia éste las partículas fundidas
procedentes del tiro de reacción.
La mata se extrae por un agujero de picada
del extremo del tiro de reacción del hogar
de asentamiento y la escoria se extrae a
través de un agujero por el extremo de
salida de los gases. Se emplean refractarios
de magnesita en todo el horno, en el tiro
de reacción y en el hogar de asentamiento.
Los hornos eléctricos se usan tanto para
fusión por reducción como para la de
mata. El horno común de arco directo, de
hogar no conductor y de tres electrodos es
el que más se aplica para fusión por
reducción y en los hornos de fusión de
mata más pequeños, mientras que para la
fusión de mata en grandes tonelajes, se
utiliza más comúnmente el horno de
resistencia del tipo de arco sumergido, de

23. Pirometalurgia I22
forma rectangular y con seis electrodos en
linea conectados por pares. Un horno
similar al de fusión de mata se emplea para
la fusión con tostación-reducción, la cual
se logra mediante un proceso combinado
de horno eléctrico y fusión instantánea.
Las cargas del horno de arco directo se
calientan principalmente por irradiación de
calor del arco que se forma al pasar la
corriente del electrodo a la carga y en especial
en donde el arco incide en la carga. También
se genera algo de calor por el paso de la
corriente a través de la carga. Los hornos de
arco más comunes son los de tipo trifásico
que utilizan tres electrodos, uno conectado a
cada fase. En este caso, la carga cierra el
circuito para cada par de electrodos en
operación.
El horno para fusión de mata no es un
horno de arco sino de resistencia, con los
electrodos inmersos en la capa de escoria.
La escoria resiste al paso de la corriente
que fluye entre parejas de electrodos y se
genera calor como resultado de esa resis-
tencia, produciéndose las temperaturas
necesarias de fusión. Mientras menos se
introduzcan los electrodos en la escoria, se
genera más calor en las capas superiores de
esta y es mejor el fenómeno de fusión en el
horno. La transmisión de calor de la esco-
ria a la carga no fundida que se encuentra
arriba de ella tiene lugar parcialmente por
contacto directo, aunque en su mayor parte
es por convección y de igual forma se
transfiere a la mata que se encuentra bajo
la capa de la escoria.
Los hornos eléctricos se utilizan para
fundir casi todas las combinaciones de
concentrados tostados o sin tostar, que
puedan ser cargados como calcinados
calientes, calcinados fríos, concentrados
fríos o concentrados húmedos y todas
estas operaciones de fusión producen una
mata de 40 a 50% de contenido metálico.
El alto costo de la energía eléctrica es
un factor muy importante en la fusión por
horno eléctrico y en consecuencia, este
tipo de operación es más competitiva
económicamente cuando hay disponibles
grandes fuentes de energía eléctrica barata
o cuando los costos de los demás
combustibles son muy altos. Sin embargo,
la energía eléctrica tiene ventajas sobre los
combustibles. La energía eléctrica puede
convertirse en energía térmica con alto
rendimiento y permite un control más
preciso de la temperatura. No produce
gases de combustión, por lo que la
cantidad de gases de salida es menor, lo
cual hace menos complicada la
recuperación del calor sensible y del polvo
que arrastran los gases de escape y la
contaminación del aire es menor.
Los hornos de arco directo para
fusión reductora son generalmente de
menor tamaño, 6 pies de diámetro (1.83
m), utilizan electrodos de grafito, son
cargados por puerta, se inclinan para vaciar
el producto y tienen revestimientos de
magnesita con techos de alúmina. Son en
general semejantes a los hornos eléctricos
para fabricación de acero.
Los hornos eléctricos para fusión de
mata empero, se asemejan más en su
operación a los hornos de reverbero para
fusión de mata, siendo la diferencia
principal ~ que el calor se genera
eléctricamente en vez de producirse por
combustión.
La carga de concentrados finos y
fundente se alimenta por tubos en el techo
que bajan a cada lado del horno cerca de
las paredes, cayendo sobre la capa superior
de escoria. Allí se funde y se íntegra al
baño liquido como mata o escoria. Un
horno grande puede medir 98 pies de
longitud, 23 pies de ancho y 13 pies de
altura (29 88 x 7.01 x 3.96 m); tiene seis
electrodos Sóderberg de auto-

24. Pirometalurgia I23
endurecimiento de 4 pies (1.22 m) de
diámetro, 50 pies de largo (15.24 m) y
separados 12 pies (3.66 m) entre sí. La
escoria y la mata se extraen
intermitentemente por picada en extremos
opuestos del horno.
Los refractarios que se usan en el
horno eléctrico son diferentes de los del
horno de reverbero, debido a la ubicación
diferente de las zonas más calientes en los
dos hornos. Como en el horno eléctrico la
zona caliente está en la capa de escoria, el
espacio gaseoso situado arriba de la carga
es relativamente frío, 1 100o
F (600o
C) y
resulta adecuado un techo de ladrillo
barato de arcilla refractaria. En cambio, la
escoria y la mata calientes, debido al
calentamiento por alta resistencia eléctrica,
~ requieren un hogar de magnesita para
servicio de alta temperatura. Para estas r
secciones es adecuado revestir los lados y
los extremos de sílice con una franja de
magnesita en la línea de escoria.
El diseño del horno eléctrico que
combina la fusión instantánea para el
proceso r de fusión con tostación y
reducción, es bastante similar al horno
eléctrico para fusión de mata,
asemejándosele ya que es de forma
rectangular, con los cuatro electrodos
colocados en línea y conectados en pares.
Los electrodos están sumergidos en la capa
de escoria, y en este caso también el calor
se genera por la resistencia al paso de la
corriente que fluye entre los pares de
electrodos.
La carga del horno formada por
concentrados finos y fundente se alimenta
por aberturas que hay en el techo entre los
electrodos, y por cuatro toberas se inyecta
tangencialmente aire a alta velocidad
haciendo girar en remolino, entre los
electrodos, la carga de material que entra.
Esta disposición permite el suficiente
tiempo de m reacción, mientras las
partículas alimentadas bajan desde la
abertura de carga hasta ~ la capa de escoria
del horno, para eliminar la mayor parte del
azufre y oxidar y reducir una parte
considerable de los elementos metálicos
que hay en la carga. Las pequeñas gotas de
líquido procedentes de esta fusión
instantánea, y cualquier porción de la carga
que esté todavía en estado sólido, caen al
hogar del horno, se funden y completan
allí su reacción de oxidación-reducción.
Un horno típico de fusión de este tipo es
de forma rectangular, de 44 pies de
longitud, 14 pies de ancho y 11 pies de
altura (13.4 x 4.27 x 3.35 m), con una dis-
tancia de 5 1/2 pies (1.68 m) del techo a la
carga de escoria. El hogar es de ladrillo de
magnesita y el techo y las paredes de
ladrillo de magnesita con cromo. Cuatro
electrodos Soderberg de 40 pulgadas de
diámetro (100 cm) están situados
equidistantemente a lo largo del horno y
tienen una alimentación de energía de 8000
kVA. Tanto la escoria como el metal son
extraídos por picada intermitentemente; la
escoria por un extremo y el metal por el
centro de uno de los lados mayores del
horno.
En Rusia se desarrolló un segundo tipo de
horno eléctrico para fusión instantánea de
mata con alimentación por ciclón, el proceso
KIVCET. Este horno, de la misma forma
general que el descrito anteriormente, es
alimentado con concentrado fino mezclado
con oxigeno puro a través de un ciclón
enfriado por agua, situado aproximadamente
a la tercera parte de la longitud a partir del
extremo de salida de gases. La fusión tiene
lugar dentro del vórtice o remolino del ciclón
y las partículas fundidas caen al hogar del
horno, el cual es calentado eléctricamente por
resistencia mediante una hilera de electrodos
situados en el extremo opuesto al de salida de
gases del horno. Una división enfriada con
agua, divide al horno en dos segmentos, en

25. Pirometalurgia I24
un extremo la cámara de separación con el
ducto de salida de gases y el ciclón de fusión,
y en el otro extremo el hogar de
asentamiento, en donde se localizan los
electrodos para calentamiento.
Los hornos continuos para fusión y
conversión de mata están formados por
una serie de tres hornos adyacentes
estacionarios de hogar. El primer horno
del grupo sirve para fundir la mata, el
segundo para limpiar la escoria y el tercero
como horno, convertidor, para procesar la
mata al estado de metal impuro.
El concentrado y el fundente se inyectan
juntos con aire enriquecido con 25% de
oxígeno a través de lanzas de techo en el
primero y más grande de los tres hornos,
teniendo lugar la fusión de la mata.
Tanto la mata como la escaria fluyen del
horno de fusión a un horno eléctrico de
sedimentación para la limpieza de la
escoria, siendo éste el segundo horno de la
serie. A la carga fundida se agregan pirita y
coque para ayudar a que las gotas de mata
asentadas en la capa superior de escoria,
bajen hacia la capa inferior de mata. La
escoria, con un contenido metálico de
0.5%, se extrae en forma continua y se de-
secha, mientras que la mata, que contiene
alrededor del 50% de metal, se hace pasar
hacia el horno convertidor.
El horno convertidor, el tercero y último
de la serie, recibe la mata procedente del
horno de limpieza de escoria y a través de
lanzas de techo se inyectan aire y fundente
al baño. Esto transforma la mata a un
estado metálico impuro, que contiene de
98 a 990
/o de metal y se produce una
escoria con un contenido metálico de 7 a
15%, que es regresada al horno de fusión
de mata.
Los altos hornos se usan para la fusión de
mata de cobre y de níquel y para la fusión
de plomo por reducción, siendo el diseño
general y el método de operación bastante
similares en ambos casos. Ambos tipos de
hornos son de tiro, de forma rectangular,
alimentados por la parte superior y tienen
hogares refractarios con chaquetas
metálicas huecas enfriadas por agua en los
lados y en los extremos arriba del hogar.
Por las paredes del horno corren hileras de
toberas a cada lado, que atraviesan las
chaquetas de agua arriba del hogar.
Los altos hornos requieren alimentación
gruesa para que no sea arrastrada por la
fuerte corriente de aire que se inyecte por
las toberas. Para lograr esto, previamente
se hace una tostación a soplo para
aglomerar los concentrados finos de flo-
tación; los finos de retorno se peletizan,
briquetean o sinterizan para aglomerarlos,
o bien, se carga mineral de alta ley en
trozos grandes.
Los altos hornos para fusión de mata, de los
cuales hay ahora un número
considerablemente menor en el mundo
para la fusión de minerales y concentrados
de níquel y cobre son, en general, los de
mayor tamaño de los dos tipos y existen
diseños para fundir 1500 toneladas de
carga por día, con crisol rectangular de 15
pulgadas de profundidad (37.5 cm) y 5 pies
de ancho (1.52 m), revestido con ladrillo
de cromo o de magnesita. Otras
dimensiones son: 5 pies de ancho (1.52 m)
y 20 pies de largo (6.1 m) a la altura de las
toberas, las que están 12 pulgadas (30 cm)
arriba del crisol y 6 pies de ancho (1.83 m)
y 20 pies de largo (6.1 m) en la parte
superior de las paredes laterales de las
chaquetas enfriadas por agua que tienen 14
pies de altura (4.27 m).
Los trenes de carga, que se vacían
alternadamente por los dos lados en la
parte superior del tiro del horno, se cargan

26. Pirometalurgia I25
de manera que el primer material que se
alimenta al horno sea coque, seguido en
orden por sinter, briquetas, material de
retorno y mineral de horno de alta ley en
trozos. El calor para fundir la carga del
horno lo proporcionan el coque, que
puede constituir hasta el 10% del peso de
la carga sólida, y en menor grado el calor
producido por la oxidación de algo del
sulfuro de hierro a óxido de hierro. La
corriente de aire a baja presión que se
inyecta por las toberas del horno, de 28 a
36 onzas (0.79 a 1.02 kg), suministra el aire
para oxidar el carbono que hay en el coque
a bióxido de carbono en una reacción
fuertemente exotérmica:
C+O2 = C02
y en una reacción menos exotérmica a
monóxido de carbono:
2C +O2 = 2C0
A medida que la carga fría desciende en el
tiro del horno, se calienta por la corriente
ascendente de gases calientes procedentes
de la combustión exotérmica del
combustible arriba de la línea de toberas,
hasta que la temperatura se eleva lo su-
ficiente para que se fundan los sulfuros
metálicos y se combinen a la forma de
mata
liquida, mientras los óxidos se funden
junto con los fundentes y forman la
escoria. Los componentes principales de la
escoria son el FeO y el Si02 y cuando no
hay suficiente Si02 en la ganga de la carga
para que ocurra la combinación apropiada
con el FeO presente, se agrega Si02
adicional como fundente.
Una mezcla liquida de mata y escoria
desciende hasta el crisol del horno y sale
por una boquilla de trampa revestida de
magnesita que hay en uno de los extremos
del horno hacia un sedimentador revestido
de refractario. Los sedimentadores pueden
ser redondos o rectangulares con extremos
semicirculares y se fabrican de plancha de
acero revestida con ladrillo de cromo en
dimensiones típicas de 42 pies de largo, 10
pies de ancho y 5 pies de profundidad
(12.8 x 3.05 x 1.52 m). La mata, más
pesada, va al fondo del sedimentador, del
cual es extraído por sangría
periódicamente, mientras que la escoria
más ligera sale por derrame continuamente
a través de una boquilla localizada cerca de
la parte superior del sedimentador.
Un diseño algo diferente del alto horno
estándar para fusión de mata es el alto
horno de tiro bajo para fusión de mata, el
cual es de forma elíptica en vez de
rectangular, con el tiro revestido de ladrillo
y enfriado por agua que corre por el
exterior en vez de tener chaquetas para
enfriamiento.
El alto horno de tiro inferior para fusión de
mata de níquel se sangra directamente del
crisol, sin que medie ningún sedimentador
externo auxiliar, y también puede sellarse
hacia la atmósfera y cargarse mediante un
sistema doble de campana y tolva, como
el que se usa en el alto horno de hierro. Si
el mineral no contiene azufre y éste tiene
que agregarse como una parte separada de
la carga para que se forme la mata,
es común precalentar el aire de las toberas
para reducir el régimen de consumo de
coque
y dar al horno el calor sensible adicional.
Los gases calientes que salen del horno se
utilizan para precalentar el aire que va a las
toberas, quemando los gases de escape
enriquecido con gas de coquizador en
estufas de precalentamiento.
Las dimensiones de un horno de tiro
inferior para fusión de 800 toneladas
diarias de mineral son de 24 pies de largo y

27. Pirometalurgia I26
7 pies de ancho, con una altura de tiro de
16 pies desde las toberas hasta el nivel de
carga (7.32 x 2.13 x 4.88 m).
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. Un horno típico para 500
toneladas de carga por día, sería de forma
rectangular, con 19 pies de longitud (5.8
m) y 48 pulgadas de ancho (1.22 m) a la
altura de las toberas y tendría un hogar de
2 1/2 pies de profundidad (0.69 m),
chaquetas de agua en las paredes laterales
de 17 pies de altura (5.2 m) en hileras
sencillas o dobles arriba del crisol revestido
de magnesita.
La carga se hace ya sea con carros de
vaciado lateral a través de puertas que se
abren en la parte superior del tiro a cada
lado del horno o por medio de un carro de
vaciado por el fondo, directamente en el
interior del horno, si éste es del tipo de
parte superior abierta. 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. Las fuertes reacciones exotérmicas
entre el coque y el aire que producen CO
y CO2 llevan a la temperatura de fusión la
carga del horno fundiéndose así los
productos formados.
Con el hogar más profundo, es posible
separar las capas de diferente densidad
dentro del horno antes de extraerlas. En
consecuencia, el metal puro reducido, que
es denso, se junta en el fondo del hogar y
es extraído de éste por sangría a sifón. Las
capas más ligeras de escoria, mata y spáis,
si se encuentran también presentes, se
hacen escurrir por un agujero de sangría
situado en la parte superior del crisol hacia
un sedimentador. En éste tiene lugar la
separación de la escoria más ligera y los
productos más pesados, mata y spáis, así
como las gotas de metal que salen del
horno junto con la escoria.
Debido a los grandes volúmenes de aire
que se hacen pasar a través de los diversos
tipos de altos hornos y hornos de cuba,
hay un arrastre considerable de material
fino en forma de polvo que sale con los
gases del horno. Tal condición hace
necesario un sistema colector de polvo
para recuperar el polvo que sale del horno
antes de dejar escapar los gases.
1.2.2. PROCESOS DE FUSION
1a. Los calcinados de sulfuro de cobre
se funden a mata y escoria en hornos de re-
verbero, hornos eléctricos y hornos de
cuba. En todos estos tipos de horno, el
proceso de fusión es en esencia el mismo,
de forma que cuando se funde la carga de
sulfuros metálicos, óxidos de hierro, ganga
y fundentes silíceos, el óxido de hierro, la
ganga y la sílice se disuelven entre sí para
formar una capa de baja densidad, la
escoria, la cual flota sobre la capa de mayor
densidad de sulfuros metálicos
combinados, la mata. La mata es una
solución homogénea de cobre, níquel,
hierro, cobalto y azufre, con pequeñas
cantidades de otros metales básicos y los
metales preciosos. Por pequeño margen,
el cobre tiene más afinidad por el azufre
que cualquiera de los metales que
normalmente se encuentran en las cargas y
el CuO tiene menor estabilidad que el
Fe304, por lo que todo el cobre presente se
combina con el azufre para formar el
sulfuro estable Cu2S. La cantidad de hierro
en la mata puede controlarse ajustando el

28. Pirometalurgia I27
grado de oxidación de la carga a fundir en
el horno por la operación precedente de
tostacion. El hierro oxidado durante la
tostacion ira a la escoria del horno,
mientras que el hierro restante en forma de
sulfuro en los calcinados pasará a formar
parte de la mata.
Tabla 1.7 La nueva generación de fundiciones de cobre de Norteamérica
Planta Proceso Capacidad de diseño
(T.C. de cobre/año)
Puesta en
marcha
Comentarios
Noranda Mines Ltd.,
Noranda , Quebec
Proceso Noranda de
fusión continua
50.000 1973 Primera fundición
continua de cobre en
el mundo
Inspiration Coper Co
Inspiration , Arizona
Horno eléctrico de 5
MVA(carga seca )
con convertidores
Hoboken de sifón
150.000 1974 Horno eléctrico para
fusión de cobre más
grande del mundo
Phelps Dodge corp.
Hidalgo, Montana
Horno outokumpu
de fusión instantanea
con reducción del
SO2 a azufre
elemental
100.000 1977 Primera fundición
Outokumpu de
fusión instantanea en
Norteamérica.
Primera fundición de
fusión de cobre de
reducción con SO2
Kennecott Coper
Corp . Garfield, Utah
Proceso Noranda de
fusión continua
298.000 1977 Segunda fundición
mediante proceso
Noranda, primera en
los EE.UU.
Texasgulf Canadá,
Timmins, Ontario
Mitsubishi de fusión
continua
130.000 1978 Segunda fundición
mediante proceso
Mitsubishi, primera
en Norteamérica
Origen : P. Tarassoff, Annual Review of Extractive Metalurgy – Pyrometallurgy . J Metall .
Vol . 28 No.3.1976. p 12
Mientras más azufre haya en la carga del
horno, en exceso de la cantidad requerida
para combinarse en la mata junto con el
cobre, el níquel y el cobalto, mayor será el
contenido de hierro y menor será la ley de
la mata. Cada operación de fusión tiene su
ley óptima de mata, y como la fusión es un
proceso de concentración a la vez que de
combinación, la fusión se lleva adelante
hasta que prácticamente todo el hierro
oxidado, predeterminado durante la
tostación, se haya separado en la escoria,
junto con una porción considerable de la
ganga y la sílice también presentes.
Sólo un pequeño porcentaje del óxido de
cobre que se forma durante la tostación se

29. Pirometalurgia I28
pierde en la escoria del horno. Tal pérdida
se debe a la reacción que tiene lugar entre
el óxido de cobre y el sulfuro de hierro que
retorna el cobre a sulfuro, estado en el cual
se combina con la mata:
Cu20+FeS => Cu2StFeO
Aun cuando la fusión es un proceso de
concentración, el producto que general-
mente se prefiere es una mata de baja ley y
alto contenido de hierro, con 35 a 45% de
cobre, más que una mata de ley muy alta
con pequeñas cantidades de hierro resi-
dual. Existen varias razones para producir
preferentemente una mata de baja ley, la
mayoría de las cuales están relacionadas
con las altas pérdidas de metal en la escoria
que se forma junto con una mata de alta
ley. Se forma un volumen de escoria
mucho mayor en el proceso de mayor
concentración para eliminar más hierro y
producir una mata de alta ley. Este mayor
volumen de escoria arrastra, al salir del
horno, más mata disuelta y más gotas de
mata atrapadas mecánicamente, condición
que hace disminuir en forma considerable
la recuperación total de cobre. El menor
volumen de mata de alta ley que se
produce afecta la eficiencia de la mata
como colector de los metales preciosos,
debido a que hay una menor cantidad de
mata para combinarse con éstos; además,
queda una cantidad insuficiente de sulfuro
de hierro para proporcionar el calor
necesario mediante su reacción exotérmica
de oxidación para la operación de
conversión que sigue a este proceso de
fusión en el horno. También se
incrementaría el costo de la tostación ya
que se requeriría una planta de tostación de
mayor capacidad para oxidar uña mayor
proporción de sulfuros de hierro a óxidos
de hierro.
Los hornos de reverbero son todavía los
hornos de fusión de uso más común en la
industria del cobre en general, debido a su
capacidad para el manejo de concentrados
finos de flotación; son el tipo que utilizan
Centromin-Perú y Noranda, entre otros.
Como combustibles se emplean
comúnmente carbón pulverizado, aceite
combustible y gas natural, determinando su
selección por la disponibilidad y el costo.
Generalmente se prefiere el gas natural por
su facilidad de manejo y limpieza si los demás
factores son iguales.
La carga usual del horno se compone de
calcinados tostados en caliente, escoria
fundida procedente de convertidores y que es
demasiado alta en cobre para desecharse,
fundentes y otros materiales cupríferos como
minerales para fusión directa, precipitados de
cobre cementado, polvos de chimenea y
otros productos de retorno. A un horno
típico de 120 pies por 25 pies (36.6 x 7.62 m)
se alimentan diariamente 900 toneladas de
calcinados calientes, 60 toneladas de fundente
y 400 toneladas de escoria de retorno de
convertidor A partir de esta carga se
producen 625 toneladas de mata con 44% de
cobre y una cantidad aproximadamente igual
de escoria con un porcentaje de 0.3 a 0.4% de
cobre.
La mata se sangra del horno
periódicamente y se transporta en ollas
por medio de grúa a los convertidores de
cobre, mientras que la escoria se extrae en
forma continua en ollas y se acarrea en
camiones o en carros de vía hasta los
patios de desecho de escoria. Parte de esta
escoria se está tratando ahora en plantas de
hierro para producir pellets de hierro
reducido de alta ley para la industria del
acero.
Las temperaturas aproximadas de la carga y
los productos del horno son de 11200
F

30. Pirometalurgia I29
(6000
C) para los calcinados calientes,
22500
F (12300
C) para la escoria de
convertidor fundida de retorno, 20150
F
(11000
C) para la mata del reverbero y
21800
F (11950
C) para la escoria del
reverbero.
Uno de los principales problemas de la
fusión en reverbero es la formación y
acumulación de magnetita. Fe304, la cual
puede acumularse hasta formar una capa
sobre el fondo del horno que llega a
reducir el volumen del mismo e incluso a
obstruir la boquilla de sangrado, hasta que
se hace necesario parar el horno. La
magnetita dificulta la fusión del cobre la
cual requiere de la oxidación del hierro y el
azufre que hay en el mineral de cobre que
se está tratando, y de la combinación del
hierro oxidado con la sílice y otros
elementos para formar una escoria fluida
que contenga poco cobre y pueda
desecharse. A las temperaturas de
operación en la fusión del cobre, se forma
rápidamente Fe304 durante la oxidación del
FeS y es un óxido estable a estas
temperaturas. Siendo un tanto inerte
químicamente, el Fe304 no se combina con
la sílice (Si02) para formar parte de la
escoria del reverbero; al tener una
solubilidad limitada de 3 a 5% en la escoria
y de 10 a 15% en la mata de cobre, se
dificulta su separación en el horno.
Si la magnetita (Fe304) puede reducirse a
FeO, este óxido de hierro si se combina
con la Si02 en la forma normal e irá a la
escoria del horno. Esta reducción se realiza
de diversas maneras: una de ellas es tener
una cantidad suficiente de FeS residual
después de la tostación o agregar
concentrado con alto contenido de FeS sin
tostar para reducir el Fe304 a FeO:
FeS + 3Fe3O4 => lO FeO + SO2
Las adiciones de ferrosilicio y de troncos
de madera verde por el techo del horno
son también útiles para reducir la
magnetita a óxido ferroso; la tendencia
reciente a limpiar la escoria del convertidor
por flotación en vez de recirculada por el
reverbero, reduce la considerable cantidad
de Fe304 procedente de la misma escoria.
Los hornos eléctricos no se han utilizado
tan extensamente como los de reverbero y
hasta tiempos recientes su uso se restringía
relativamente a países con energía
hidroeléctrica barata. Empero, el
calentamiento por resistencia eléctrica en
sustitución del uso de combustibles fósiles
se considera como una alternativa para
reducir apreciablemente los volúmenes de
gases producidos y disminuir con ello de
manera importante el problema de la
contaminación del aire y el de la
depuración de gases que van asociados con
la fusión de la mata. La Compañía
Anaconda, por ejemplo, en su nueva
fundición de Montana diseñada para
producir 210,000 toneladas anuales de
cobre, instaló un horno eléctrico de 36
MVA para fusión de mata que es
alimentado con calcinados de tostación
producidos en un tostador de lecho fluido
de 38 pies (11.59 m) de diámetro.
La similitud en el diseño y la operación de
los hornos de reverbero y eléctricos para
fusión de mata es grande. La carga es la
misma: calcinados de tostación en caliente,
escoria fundida de retorno del convertidor,
fundente y varios otros materiales
cupríferos, así como es el proceso de
fusión en general, en el que el cobre, el
níquel, el hierro, el cobalto y el azufre se
juntan para formar la mata, mientras que el

31. Pirometalurgia I30
óxido del hierro, la ganga y los fundentes
forman una escoria.
El horno eléctrico difiere del horno de
reverbero principalmente en la forma en
que el calor se genera (por la resistencia al
paso de la corriente eléctrica por la escoria)
y por las características que exigen de la
carga las diferentes condiciones resultantes
del horno.
Los electrodos que se utilizan
normalmente en el horno, y que se colocan
de tres a seis en línea, son del tipo
Söderberg de cocimiento continuo. Estos
se fabrican alimentando una pasta
carbonosa al interior de un cilindro de
lámina de acero para formar el electrodo.
Esta pasta se hornea hasta endurecerse
debido al calor producido por la corriente
eléctrica y al que sube desde la zona
caliente del horno, de manera que cuando
el electrodo se baja al interior del horno y
hace contacto con la capa de escoria y
conduce la corriente ya se ha cocido hasta
quedar duro en forma de columna
monolítica. A medida que se desgasta el
electrodo en operación, se sueldan nuevas
secciones de cilindro metálico a la parte
superior que sobresale arriba del horno y
se llenan con pasta para que se hornee por
el mismo proceso. El consumo de
electrodo es del orden de 6 libras (2.7 kg)
por tonelada de carga sólida.
La carga alimentada por la parte superior,
se extiende al principio formando una capa
de calcinados sin fundir sobre la parte
superior de la escoria, a la cual se conoce
como “capa fría”. A medida que se funde,
el calcinado se diluye gradualmente en la
escoria y se separa en capas de mata y
escoria. Para evitar que el calcinado flote y
salga del horno con la escoria líquida, se
alimenta material sólido y grueso de
retorno en el último tercio del horno, en el
cual funciona como dique.
Algo de turbulencia se produce en la
corriente de escoria debido al
sobrecalentamiento de ésta en las áreas
adjuntas a los electrodos; la escoria se eleva
a la superficie y fluye hacia las paredes del
horno que se encuentran más frías. Una
parte del calor procedente de esta escoria
se transmite por convección a los
calcinados que flotan sobre su superficie; el
movimiento de la escoria, de unos 5 a 10
cm por segundo, facilita la transmisión de
calor de ésta al calcinado. Sin embargo,
dificulta la sedimentación de las partículas
que hay en la mata y aumenta la erosión de
las paredes del horno.
En los hornos eléctricos en que se funden
calcinados de cobre, los calcinados
calientes se cargan a 1 1000
F (6000
C) y se
produce mata que contiene de 40 a 50% de
cobre. Las escorias contienen entre 0.3 y
0.5% de cobre y se acarrean en ollas de
escoria a los patios de desecho. Tanto la
mata como la escoria se extraen
periódicamente en las piqueras. El
consumo de energía es de 580 kW-hr por
tonelada de carga sólida y de 400 kW-hr
por tonelada de calcinado. Las capacidades
de fusión son de hasta 500 toneladas de
carga en 24 horas. Las temperaturas de los
gases de salida son del orden de 13000
F
(7000
C) y contienen alrededor de 5% de
SO2.
La formación de magnetita es también un
problema en el horno eléctrico, aunque su
comportamiento es muy diferente del que
tiene en el horno de reverbero. En un
horno eléctrico no sólo está la escoria en
movimiento turbulento sino que la mata
está sujeta también a fuerzas
electrodinámicas; la combinación de estos
fenómenos hace que la mata del horno
eléctrico tenga un mayor contenido de
magnetita que la mata de horno de
reverbero. La magnetita forma al principio
una zona intermediar de alta viscosidad
entre las capas de escoria y mata y luego se

32. Pirometalurgia I31
asienta en el fondo del horno, en el cual
puede permanecer como una capa
relativamente estable de hasta 20 cm de
espesor. La zona intermedia de magnetita
comprendida entre la mata y la escoria es
un obstáculo a la operación óptima de los
hornos porque impide que las pequeñas
gotas de mata salgan de la escoria para
sedimentarse en la capa de mata.
En el horno eléctrico, la magnetita puede
disminuirse o eliminarse mediante la
reducción del Fe304 a FeO y fundiendo éste
con ayuda de Si02 para que vaya a la
escoria. La reducción del Fe304 se logra de
varias maneras: cargando más carbón y
sílice, bajando el voltaje y bajando los
electrodos para acercarlos más a la
superficie del mate.
Los hornos de cuba se desarrollaron
inicialmente para fundir minerales
sulfurosos masivos de alta ley en trozos
grandes, los cuales se fundían directamente
y beneficiaban en forma parcial solamente,
como ocurre con el mineral seleccionado a
mano. Con los métodos modernos de
beneficio, especialmente los concentrados
finos resultantes de flotación, se desarrolló
la fusión en los hornos de reverbero y
eléctrico que pueden manejar mejor esta
alimentación fina. Sin embargo, el horno
de cuba no ha dejado de usarse
completamente; con la innovación de la
sinterización (tostación - sinterización)
para aglomerar los concentrados finos, es
todavía un horno de fusión eficiente, ya sea
con carga sinterizada o con briquetas. Se
encuentran todavía en operación algunos
hornos para fundir minerales de cobre en
Africa y Japón.
La carga del horno de cuba está formada
por calcinados sintetizados, con gruesos
de tamaño mínimo de 1 1/2 pulgadas (3.75
cm), minerales en trozo, productos de
retorno, fundentes y coque clasificado de
más de 1 1/2 pulgadas (3.75 cm). El
porcentaje de coque en la carga total varia
del 10 al 35%, dependiendo de la cantidad
de sulfuros en la carga de fusión, los cuales
son oxidados generándose calor en la
reacción. Con los mayores consumos de
coque, el azufre de los calcinados sinteri-
zados puede bajar hasta el 7 ó 9% y la ley
de la mata producida será muy alta (60%),
debido a las grandes cantidades de FeS que
son oxidadas a FeO durante la tostación - -
sinterización; luego el FeO se separa como
escoria al combinarse con el Si02 durante la
fusión. Esto deja una menor cantidad de
FeS para combinarse con el Cu2S en la
mata y dar mata de cobre de muy alta ley.
A un horno típico de 20 pies de largo por
5 pies de ancho (6.1 x 1.52 m) con
chaquetas de agua, se inyecta un volumen
de aire de 675,000 pies cúbicos (60,000 m3
)
por hora a una presión de 4.8 pulgadas
(120 mm) de mercurio. Las toberas de este
horno se distribuyen en los lados largos del
mismo, habiendo una o dos toberas por
sección de chaqueta y 10 chaquetas por
lado. No hay toberas en la chaqueta situada
arriba del agujero de picada.
Los productos del horno son mata y
escoria, los que en la mayoría de los hor-
nos, se hacen fluir juntos hacia un
sedimentador revestido de refractario para
permitir la separación de las dos capas de
diferente densidad. La escoria que sale del
sedimentador contiene de 0.3 a 0.5% de
cobre y fluye en forma constante hacia
ollas de escoria, siendo acarreada a los
tiraderos de escoria. La mata de cobre, con
30 a 60% de Cu, es sangrada en forma
intermitente y transportada en ollas a los
convertidores. La escoria fundida de los
convertidores que contiene 4% de cobre,
es regresada al sedimentador, para
recuperar su alto contenido de cobre. Se
han construido algunos hornos de cuba
con hogares de mayor profundidad que la

33. Pirometalurgia I32
normal (2 pies de profundidad (0.61 m) en
comparación con 12 pulgadas (0.30 cm)),
sin sedimentadores exteriores; la
separación de la mata y la escoria se
efectúa en el hogar mismo del horno. La
mata se sangra desde un extremo del
fondo del hogar y la escoria desde el punto
más alto situado abajo de las toberas. En
este caso, la escoria de los convertidores es
regresada al horno de cuba como una parte
sólida de la carga.
Se emplean colectores de polvo de
distintos tipos para recuperar los polvos de
chimenea arrastrados por los gases del
horno. Estos colectores son con frecuencia
unidades de dos etapas para recuperar
primero las partículas de polvo más
gruesas y luego las finas. Combinadas,
estas partículas de polvo pueden formar
hasta el 3% de los sólidos totales que se
cargan. Las partículas se regresan a la
planta de sinterización para su
aglomeración.
La magnetita no es un problema serio en el
horno de cuba, debido a las condiciones
fuertemente reductoras que tienden en
buena parte a reducir a FeO el Fc304
presente. El primero se combina con el
SiO2 para formar escoria:
2Fe0 + Si02 => 2Fe0 +Si02
Para combinarse con el FeO reducido, el
contenido de SiO2 de las escorias de los
hornos de cuba es por lo general alto, del
25 al 30%, y se alimenta junto con la carga
del horno como parte de la ganga o como
un fundente más.
Las temperaturas típicas de operación de
estos hornos son: 24200
F (1325 o
C) para la
corriente de mata y escoria combinada al
salir del horno, 22650
F (12400
C) para la
mata que se extrae del sedimentador y
23500
F (12900
C) para la escena que sale del
sedimentador.
1b) Los concentrados de los sulfuros de
cobre sin tostar se funden hasta mata y
escoria en hornos de reverbero, hornos de
reverbero enriquecidos con oxigeno, hornos
eléctricos, hornos de fusión instantánea y en
el nuevo proceso de fusión continua con tres
hornos en serie. Las reacciones y
combinaciones básicas de la fusión son las
mismas que para la fusión de mata de los
sulfuros tostados, en cuanto a que los pro-
ductos de la fusión son una mata líquida que
contiene los elementos metálicos presentes
en los sulfuros de cobre, níquel, cobalto y
hierro y una escoria formada por óxido de
hierro, ganga y fundente silíceos fundidos.
La fusión directa de los concentrados sin
tostar, tanto húmedos como secos, es un
proceso algo diferente dependiendo del tipo
de fusión utilizada. En los hornos de
reverbero y e1ectricos que utilizan
concentrados sin tratar, la atención se dirige
primordialmente al ahorro en el tiempo total
de procesamiento, ahorro en el costo de la
operación de tostación y a la reducción de la
cantidad de material a manejar. La fusión
instantánea, por otra parte, utiliza la reacción
exotérmica del FeS del concentrado sin tostar
como fuente de calor para la fusión mediante
una reacción semipirítica autógena y por esta
razón necesita del concentrado sin tostar. El
proceso de fusión continua combina estos
dos procesos dando un rendimiento por
unidad de volumen del horno seis veces
mayor que el de un horno de reverbero y dos
a cuatro veces mayor que el de un horno de
fusión instantánea.
Los hornos de reverbero que se utilizan
comúnmente para fusión, son de diseño
similar y son semejantes en su operación
general tanto con material tostado como
sin tostar, aunque la comparación de las

34. Pirometalurgia I33
operaciones de los dos hornos indica que
un horno cargado con calcinado caliente
puede fundir casi el doble de la cantidad de
material con 43% menos combustible que
un horno cargado con concentrado frío y
húmedo.
Sin embargo, el contenido de cobre en la
escoria producida por el horno alimentado
con carga húmeda es menor que el de la
escoria del horno alimentado con carga
caliente: 0.23% contra 0.37%. Además, el
contenido de magnetita tanto en mata
como en la escoria es mayor para el horno
de carga caliente, 17.3% de Fe3O4 en la
mata y 11.0% en la escoria, en
comparación con 11.2% de Fe3O4 en la
mata y 9.0% en la escoria para el horno
alimentado con carga húmeda. Esto se
debe a formación de magnetita y óxido de
cobre durante la tostación y la subsecuente
captación por parte de la mata y la escoria.
Es difícil hacer una comparación global de
las características metalúrgicas; económicas
de los hornos de carga caliente y de carga
húmeda por los tipos entera mente
diferentes de las cargas y las condiciones
de los hornos. Sin embargo, puede
compararse los costos del material tratado
en cada uno de los procesos completos,
tostación más fusión de carga caliente
contra fusión de carga húmeda. Tal
comparación indica que la fusión de carga
húmeda es algo más costosa, debido
principalmente a que se usa más
combustible, pero esta diferencia es
compensada parcialmente por las menores
pérdidas en la escoria que se tienen en el
horno de carga húmeda.
La producción de polvo es menor cuando
la carga es húmeda, y esto elimina las
condiciones desagradables de trabajo
ocasionadas por el polvo que arrastra el gas
o por el polvo en el piso de carga del
horno y en el tostador, instalación que
ahora no es necesaria. La presencia de
polvo en los gases de la chimenea de
hornos de carga húmeda y de carga en
caliente es considerable y tiene que
recolectarse por medio precipitadores
electrostáticos o algún otro tipo de
colectores de polvo. Al principio se pensó
que la carga húmeda reduciría en forma
importante la cantidad de polvo en la
chimenea, pero éste no fue el caso. Esto se
debe en parte a que se quema más
combustible para mantener el régimen de
fusión y a que el gas de los quemadores
escapa del horno en mayor volumen y a
mayor velocidad, así como con una carga
de polvo considerablemente mayor de la
que se pensó originalmente. La Kennecott
Copper Corporation utiliza concentrados sin
tostar como carga para los hornos de
reverbero, mientras que la Noranda Mines,
Ltd. utiliza concentrados tostados.

35. Pirometalurgia I34
Tabla 1.8 Fusión de mezcla de concentrados sin tostar y calcinados tostados en hornos de
reverbero, Hindustan Copper Ltda.: Rendimiento del reverbero.
Concentrado 2974
Calcinado 413
Polvo de chimenea tostado 24
Productos secundarios
reciclados (mata y escoria) 1348
Escoria de cobre ampollado 95
Polvo de chimenea de
caldera
57
Polvo de chimenea del
convertidor 7
Barreduras del convertidor 20
Polvo de la chimenea 2
4940
Escoria liquida del
convertidor 1582
6522
Estimación de mata
producida
3576
Estimación de escoria de
desecho producida 2897
Estimación de carbón
mineral consumido 930
Estimación del poder
calorífico total en función
del carbón recuperado como
calor de desecho para vapor 480
Toneladas métricas de carga
seca por toneladas de carbón
5.31
Los hornos de reverbero enriquecidos con
oxigeno se emplean en la actualidad en
varias fundiciones grandes de cobre para
aumentar la capacidad de fusión, siendo
dos de las últimas en agregar esta
innovación la fundición de Onahama,
Japón y la fundición Calctones de El
Teniente, en Chile.
Se utilizan diversas técnicas para el
enriquecimiento con oxigeno; dos de las
que han tenido mayor éxito consisten en
agregar oxigeno a los quemadores de la
pared extrema (a) premezclando el oxigeno
con el aire de combustión o (b) inyectando
Carga seca tratada Peso (toneladas
métricas)

36. Pirometalurgia I35
el oxigeno de enriquecimiento por abajo.
El preemezc!ado aumenta uniformemente
la temperatura de la flama, mientras que la
técnica de inyección por abajo enriquece
selectivamente la parte inferior de la llama
convencional, y al hacerlo irradia y con-
centra calor extra abajo hacia el baño
liquido y la carga fría de concentrado. La
mezcla de oxígeno y aire de combustión no
es tan completa cuando se inyecta oxígeno
por abajo, pero esta desventaja se
compensa por la dirección más eficaz del
calor adicional.
En algunos casos puede ser deseable
enriquecer selectivamente ciertos quema-
dores de la pared del extremo con el fin de
concentrar el calor particularmente en las
zonas más frías o de movimiento más
lento del horno. Esta selectividad se logra
fácilmente con cualquier tipo de técnica de
enriquecimiento, siendo ambas de instala-
ción relativamente sencilla en un horno de
reverbero convencional.
Tabla.1.9. Análisis de carga y productos de la fusión en horno de reverbero (Hindustan
Copper Ltda.)
Material
%Cu %Fe %S %Ni %SiO2 %Al2O3 %CaO %MgO %H2O
Concentrado (base
seca) 26 28 30 0.42 6.5 1.8 0.5 0.7
__
Humedad en el
concentrado
__ __ __ __ __ __ __ __
6.0
Calcinado
29 30 4 0.45
__ __ __ __ __
Secundarios del
proceso 30.2 24.2 12.50
__
10.30
__ __ __ __
Escoria de
desecho 0.41 43.2 1.0 0.08 33.4 7.5 1.5 2.1
__
Mata
43 29 24 2.7
__ __ __ __ __
Escoria de
convertidor 4 53 0.6 1.9 27 1.3 1.1
__ __
Escoria de cobre
ampollado 45.05 13.8 1.0 15 9
__ __ __ __
Fundente para
convertidor __ 2.06 __ __ 85.1 2.42 0.83 0.51 __
Cobre ampollado
97.2 0.04 0.05 1.1 0.06 __ __ __ __
Polvillos de
chimenea de
calderas
4 10 3 __ 46 __ 3.5 __ __
Polvillos de
chimenea de
convertidor
45 7.5 13 4 6 0.3 __ __ __
Barreduras del
convertidor 37 30 4 10 6
__ __ __ __

37. Pirometalurgia I36
Fuente J.C. Yannopoulos y J.C: Agarwat, Eds., Extractive Mettallurgy of Copper, Vol. 1. The
Mettallurgical Society of AIME, 1976.p. 204
Los quemadores de lanza en el techo, a
través de los que se inyecta una combi-
nación de oxígeno y aceite combustible,
también se han utilizado con éxito.
En cualquiera de los dos casos, con
quemadores en la pared del extremo o con
quemadores de lanza en el techo, pueden
seleccionarse diferentes tipos de quemado-
res. Un diseño produce una llama suave
que abarca una amplia zona y sale de un
quemador situado a unos cuantos pies de
material frío de la carga. Esta flama incide
directamente sobre la carga fría, funde el
concentrado rápidamente y utiliza eficaz-
mente el oxigeno y el combustible. Cuando
no es conveniente situar la flama cerca de
la carga fría, puede dirigirse desde una
cierta distancia una llama angosta de largo
alcance y mayor velocidad al material frío;
si bien no es tan eficiente, es una alterna-
tiva funcional.
La fundición de Onahama, Japón, aumentó
su capacidad en 25% utilizando dos
quemadores por horno con un contenido
de 22.5% de oxigeno en el aire de com-
bustión, mientras que la fundición de El
Teniente, en Chile, aumentó su régimen de
fusión en 71% colocando siete
quemadores por horno y un contenido de
oxigeno de 43% en el aire de combustión.
Los hornos eléctricos para fusión de
mata se utilizan para fundir tanto
concentrados húmedos como secos, y
como sucede en los hornos de reverbero
para fusión de mata con carga húmeda, el
consumo de energía, en este caso eléctrica,
es mucho mayor que para la carga caliente
y seca. Un horno eléctrico cargado con
concentrado frío y húmedo necesita 6.6.
kW-hr por tonelada de carga sólida,
mientras que un horno cargado con
calcinados de tostación caliente a 1 l000
F
(6000
C) necesita solamente 4.4 kW-hr por
tonelada de sólidos. Un horno con carga
mixta de concentrado húmedo y calcinados
calientes necesita una cantidad intermedia
de energía, de 5.5 kW-hr por tonelada de
sólidos.
El horno eléctrico más grande para fusión
de mata que se carga con concentrados
secos se encuentra en la nueva fundición
de la Jnspiration Copper Company, en Arizona;
es un horno de 51 MVA instalado en una
fundición construida para producir
150,000 toneladas de cobre por año. En la
fundición propiedad de la Copper Hill

38. Pirometalurgia I37
Tabla1.10 Resultados de la fusión con oxigeno en horno de reverbero: Beneficios del
Oxigeno en Hornos de reverbero.
Incremento de producción 25%
Consumo de oxigeno 1000 a 1200 pies3
est./tc de
carga
Forma de uso del oxigeno
Quemador convencional 22.5% a 24.0% de oxigeno
Enriquecimiento o quemadores
suplementarios de oxigeno -
combustible
10% a 15% del régimen de
alimentación convencional
Ahorro de combustible 0.6 a 1.0 MM Btu/tc de
carga
Incremento de gas de desecho,
SO2
1.0%
Fuente J.C. Yannopoulos y J.C: Agarwat, Eds., Extractive Mettallurgy of Copper, Vol. 1. The
Mettallurgical Society of AIME, 1976.p. 6
en Ducktown, Tennessee y en la de la
compañia Mulfulira en Zambia se han
instalado también nuevos hornos eléctricos
para fusión. En todos los casos pueden
reducirse significativamente los volúmenes
de gases producidos para fundir la mata
utilizando calentamiento por resistencia
eléctrica en vez de usar combustibles fósiles
con la consecuente reducción de filtrar
grandes volúmenes de gases y la
disminución de la contaminación del aire.
La ley de la mata producida varia de 40 a
50% de cobre en el contenido de cobre de
la escoria es de 0.5% aproximadamente.
Los hornos eléctricos para fusión de mata
se usan también para un tipo de fusión
instantánea con tostación reducción; los
concentrados secos finos se cargan a través
de aberturas integradas en los techos y se les
hace girar en forma de remolino para dar
tiempo de que ocurra la fusión y la reacción
de oxidación-reducción, ya sea mediante
corrientes de aire de alta velocidad dirigidas
tangencialmente contra la corriente de
alimentación de carga o alimentando ésta
junto con oxigeno a través de un ciclón.
Este es el proceso de fusión con ciclón
KlVCET desarrollado en Rusia para el
tratamiento de concentrados de cobre
impuros, del cual la etapa más reciente
opera actualmente en la Irtyph Polymetal
Combine en Gluboke, en Kazakhstan, Rusia
Esta planta tiene una capacidad nominal
diaria de 350 toneladas de concentrados de
sulfuro de cobre al 24% y algo de plomo y
zinc.
La alimentación de concentrado para el
ciclón de fusión de este horno tiene un
tamaño de partícula inferior a 0.04% puIg.
(1 mm) y un contenido de humedad menor
del 2%; además debe poder fluir libremente.
Se alimenta axialmente desde arriba al