Metalurgia

1. TRATAMIENTOS DE LODOS
ANODICOS , CLASIFICACION
DE IMPUREZAS CONTENIDOS
EN LOS LODOS ANODICOS
SESION N°21

2. 2

4. 4
PROCESO NORANDA

5. Cu AMPOLLADO PROCESO WORCRA
■ el WORCRA difiere de Noranda en:
– El aire se introduce a la fase de la mata por medio de lanzas desde la
bóveda o la parte superior de las paredes laterales.
– El reactor es un horno de tipo hogar.
– En el horno hay una zona de asentamiento de manera que las escorias
pueden ser descargadas directamente.
5

6. 6

7. PROCESO CONTOP
■ Durante la fusión y tratamiento de las escorias, el 90% de las
impurezas (Pb y As) se volatilizan, así como el 85% de Zn.
■ El contenido de SO2 en los gases puede llegar hasta el 80%.
■ Las corrientes combinadas de todos los gases se tratan en un
electrofiltro de gas caliente para recuperar los elementos
secundarios.
■ Los gases se lavan y retratan para eliminar As, el gas residual rico en
SO2 se trata en una planta de H2SO4.
■ Ventaja: alta temperatura: 1500- 1700°C que volatiliza impurezas y
formación continua de escoria con lanzas a gas.
■ En horno de fundición se produce mata de alta ley. Conversión en
horno estacionario con soplado por arriba.
■ Volumen mínimo de gas con 70-80 % SO2.
■ Escoria de fayalita: mínimo % Cu.
7

8. PROCESO TBRC
■ Tratamiento de materias primas impuras, de bajo tonelaje por lotes.
■ Tostación total y reducción en Horno Rotatorio con soplado por encima
(TBRC).
■ Elementos volátiles como Zn son recuperados en el sistema de limpieza
de gas.
■ Proceso flexible aplicable a casos especializados.
8

9. CONVERTIDOR MODIFICADO EL TENIENTE
■Utiliza el calor producido por la oxidación de las matas para
fundir la carga “verde”.
■Utiliza aire enriquecido con O2, inyectando en la masa fundida
para generar mata rica en Cu (73 – 76% de Cu), produce menor
volumen de gas rico en SO2 y escoria que contiene 6 -8% de Cu;
incrementa capacidad del convertidor.
■La mata se produce mediante hornos reverberos calentados por
quemadores oxi-fuel.
■El metal blanco producido de esta manera, se trata en
convertidores convencionales Pierce – Smith para producir
blister. Descarga de metal blanco y escoria en extremos
opuestos: operación ininterrumpida en contracorriente.
9

10. HORNOS OXY - FUEL
■ Los hornos de reverbero oxy – fuel son básicamente la modificación a los H.
de reverbero convencionales con la finalidad de aumentar la capacidad de
fusión.
■ Aumentar el contenido de SO2 en los gases.
■ En la actualidad se están instalando quemadores oxy – fuel como parte de la
expansión de las instalaciones de la compañía.
10

11. PURIFICACION DEL ELECTROLITO
La purificación del electrolito comprende tres
etapas sucesivas principales:
NOTA
El método más común para extraer
cobre del electrolito es la separación
por electrólisis, usando ánodos inertes
de Ca-Pb ó Sb-Pb y hojas de inicio
(cátodos de arranque) de cobre normal.
Esto generalmente se hace en tres
etapas “liberadoras” en las llamadas
celdas liberadoras.

12. FR
CONTENIDO DEL LODO ANÓDICO
La electrorefinación en un electrolito de CuSO4 - H2SO4
es usado universalmente para producir cobre de alta
pureza a partir de los ánodos impuros. Aunque una parte
de las impurezas se disuelve durante la electrorrefinación
y se concentra en el electrolito, otros elementos son
insolubles y se acumulan como lodos anódicos en las
celdas de refinación.
Estos lodos contienen cantidades significativas de oro y
plata, así como cantidades variables de Ni, Pb, As, Sb, Bi,
Se y Te. En todas las operaciones los lodos anódicos son
procesados para recuperar los metales valiosos. Buena
parte de la producción del oro proviene del
procesamiento de los lodos anódicos producidos durante
la electrorefinación.

13. FR
DECOPERIZADO DE LOS LODOS
ANÓDICOS
Los lodos anódicos producidos en celdas electrolíticas se pasan a tanques de
asentamiento y luego a los tanques de oxidación, en los cuales el lodo es calentado
hasta alcanzar una temperatura de 85 ºC, no debe sobrepasar esta temperatura, para
evitar disolución de la plata. Para la oxidación se agrega ácido decoperizado, aire y
vapor. El proceso dura aproximadamente 24 hrs y tiene por objeto disminuir el
contenido de cobre en el lodo.
Cu + ½ O2 = CuO
Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O +
Cu
Cu + H2SO4 + O2 + CuSO4 + H2O.
Tabla : Composición de los lodos anódicos decoperizados

14. PREPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DEL
ELECTROLITO
■ La preparación electrolítica es un método rápido y
eficiente para la preparación metalográfica que
proporciona una superficie libre de deformaciones,
mientras que el esmerilado y el pulido mecánicos
tienden a dejar una fina capa de deformación en la
superficie.
■ El uso de un equipo de pulido electrolítico permite
configurar una muestra como el ánodo en un
electrolito adecuado, a la vez que el material se
elimina mediante una disolución controlada de la
superficie de la muestra. El pulido electrolítico se
puede someter a continuación a un proceso de ataque
electrolítico para evaluar los contrastes en la

15. • La purificación de un electrolito iónico que comprende por lo
menos una sal de metal alcalino. La purificación se realiza
poniendo en contacto el electrolito iónico con por lo menos una sal
de calcio.
• Los electrolitos iónicos purificados de este modo son
principalmente de tipo líquido, gel polimérico, sal fundida o de
tipo mezcla de por lo menos dos de los anteriores.
• El procedimiento de la presente invención permite más
particularmente realizar una deshidratación importante de los
electrolitos tratados.
• La presente invención se puede aplicar particularmente a la
preparación de disoluciones electrolíticas tales como mezclas y
purificados. Dichas disoluciones comprenden por lo menos una sal
de un elemento metálico alcalino, tal como una sal de litio,
disuelta en por lo menos un disolvente de tipo carbonato tal como
el carbonato de etileno o el carbonato de propileno.

17. FUNDICIÓN Y MOLDEO DE CÁTODOS
DE COBRE
■ Si se desea alcanzar los más altos valores de conductividad eléctrica o
térmica, el cobre tiene que ser de gran pureza, sin embargo, el cobre
puro, es un metal difícil de colar y, en bruto de colada, es demasiado
blando para mecanizar con facilidad.
■ Actualmente pueden hacerse adiciones de aleación, que mejoren la
maquinabilidad o resistencia y dureza, sin afectar apreciablemente las
propiedades eléctricas y térmicas.
■ Se estudia el efecto de varios elementos sobre la conductividad del
cobre, que generalmente realizan una o ambas funciones:
 Desoxidan el caldo.
 Producen ciertas propiedades físicas en la pieza, que el cobre puro
no poseería de otra forma.

18. • Se indican los problemas del hidrógeno y oxigeno en el cobre y se dan las
principales propiedades físicas típicas del cobre de alta conductividad y de
las aleaciones de cobre, indicando también las reacciones de vapor y
sopladuras en las piezas.
• Se indica la forma de elección del material de la carga para fundir,
indicando los tipos principales de cobre para fundir:
 Cobre en cátodos.
 Cobre refinado.
 Chatarras.
• Se describe detenidamente el procedimiento a seguir para la fusión del
cobre, en hornos de crisol, indicando detenidamente los pasos a seguir.
• Se describe detenidamente el control de la desoxidación en la fusión y
finalmente se indica el proceso de moldeo en arena, paso a paso, para
conseguir un producto adecuado.
• Se adjuntan gráficos de:
 Horno de crisol fijo, de carbón de coque.
 Horno de crisol fijo de fuel-oil o gas.
 Horno de crisol basculante de fuel-oil o gas.

19. ■ El electrolito contiene aproximadamente 50 g/L
de cobre y unos 200 g/L de ácido sulfúrico libre.
■ Su temperatura es de 60º y se le adicionan
productos orgánicos que mejoran el depósito
catódico y evitan los cortos circuitos.
■ La circulación del electrolito hace que este se
renueve en cinco horas aproximadamente
■ La buena pureza catódica se obtiene
manteniendo el electrolito con impurezas
controladas con productos orgánicos.
PREPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DEL
ELECTROLITO

20. ■ Los cátodos se pueden vender tal cual, pero se suele fundir el
metal para producir preformas o semiacabados. Los cátodos
se funden en hornos diversos y se adicionan aleantes para
proceder posteriormente a colar el producto. La colada puede
ser de modo continuo o semicontinuo. Los combustibles
empleados en los hornos no deben contener azufre, y la
atmósfera no puede ser oxidante (para evitar la oxidación del
cobre).
■ El producto final son tochos, placas y barras de extrusión de
hasta 12 metros de longitud. La colada de chapa gruesa se
puede realizar por medio de bandas de acero paralelas
refrigeradas. La colada en rueda se utiliza para obtener una
preforma seudocilíndrica que alimenta las máquinas de
estirado de hilo.
FUNDICIÓN Y MOLDEO DE CÁTODOS
DE COBRE