CURSO: PROCESAMIENTO DE MINERALES DE ORO ADSORCION – PRECIPITACION – FUNDICION Y REFINACION DEL ORO
Ing.Msc. OSCAR APAZA MENDOZA
FUNDICION DEL ORO
CONTENIDO 1.- MARCO TEORICO DE LA FUNDICION AU-AG 2.- ESCORIAS AURIFERAS 3.- FUNDENTES Y COMPOSICION DEL FLUX PARA LA FUSION DE LA CARGA AURIFERA. 4.- MARCO TEORICO DE LA DESTILACION DEL HG 5.- HORNOS RETORTAS(Hg) Y DE FUNDICION(Au-Ag) 6.- REFINERIA DE YANACOCHA: MANUAL DE FUNDICION 7.- REFINERIA ALTO CHICAMA: PROCESO Y OPERACION
MARCO TEORICO DE LA FUNDICION
PROCESOS PIROMETALURGICOS E HIDROMETALURGICOS DEL ORO
El concentrado, precipitado o lingote Au-Ag tienen impurezas que lo impurifican como Cu, Pb, Zn, Sb, As, Se, Te, Bi, etc Las operaciones para conseguir la separación y refinación, se aplican dependiendo de la presencia y cantidad de impurezas.
CARGA AURIFERA PARA FUNDICION PRECIPITADO MERRILL PODEROSA
BALANCE ORCOPAMPA
CARGA AURIFERA PARA FUNDICION
PRECIPITADO YANACOCHA
LODOS ANODICOS-SPPC
BULLION ESCORIA-MARSA
MUESTRA
% Au
% Ag
% Cu
% Pb
% Zn
% Fe
Bullión de Escorias
40,60
18,715
5,403
28,353
2,669
0,714
Au Refinado
99,975
0,0222
0,0018
0,0004
0,0002
0,0007
PROCESO DE FUSION DEL ORO
PROCESO DE FUNDICION DE LA CARGA AURIFERA
FUNDICION Y COLADA DE LA CARGA AURIFERA
PUNTOS DE FUSION –EBULLICION DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS FUNDICION DE ORO Metal / Mineral Au Ag Pt Hg Zn Pb Cu SiO2 Na2B4O7.10H2O Na2CO3 Na2NO3 CaF2 ZnO Ag2O PbO Al2O3 Fe2O3
Punto de Fusión ºC 1 064 961 1 769 -38.9 420 327 1 083 1 723 750 851 271 1 403 1 975 230 886 2 072 1 565
Punto de Ebullición ºC 2 808 2 210 4 530 357 907 1 744 2 595 2 230 ---2 500 ---2 980 --
DIAGRAMA DE FASES: FUSION ORO-PLATA (CURVA DE ENFRIAMIENTO)
FUNDICION DE PRECIPITADOS AURIFEROS
FORMACION DE MATAS EN LA FUSION A DORE Análisis de la Mata: Cu Pb Te As Sb Se S Au Ag
Escoria Mata Doré
Pruebas en crisol de sílice Efecto del Carbón(crisol) sobre la Formación de la mata en la fusion a dore
12,45 % 3,61 6,75 0,20 0,89 6,06 1,66 4,85 59,04
BALANCE MASICO EN LA FUNDICION
BALANCE DE ENERGIA EN LA FUNDICION
BALANCE METALURGICO-PROCESO FUSION
BALANCE METALURGICO-PROCESO FUSION 3.2. PESOS DEL DORE: a. Peso de Au en el Dore : 841.9 x 0.06357 = 53.519 kg Au b. Peso de Ag en el Dore : 841.9 x 0.9337 = 786.156 kg Ag c. Peso de Impurezas en el Dore : 841.9 x 0.00273 = 2.298 kg Impurezas
3.3. PESOS EN LA ESCORIA a. Peso escoria : 170 kg b. % Au en escoria: 0.02% c. %Ag en escoria: 1.16% d. Peso de Au en la escoria: 170 x 0.0002 = 34 g Au e. Peso de Ag en la escoria: 170 x 0.0116% = 1.972 kg Ag
4. CALIDAD DEL DORE PRODUCIDO a. Pesos:Dore (841.9 kg), Au en el dore (53.519 kg) , Ag en el dore(786.156 kg) b. Leyes Dore calculadas: - Au = (53.519 x100) / 841.9 = 6.3569% - Ag = ( 786.156 x 100) / 841.9 = 93.3787 %
DIAGRAMAS BINARIOS DE FUNDICION: Au-Ag
La recuperación depende de la naturaleza del precipitado a ser fundido y de las propiedades de los fundentes a ser usados.
DORE PIERINA (19 – 21% Au y 78 – 80% Ag)
PROCESO DE FUNDICION DE ORO – FUSION
DIAGRAMA TERNARIO: Au-Ag-Cu Si el Cobre no es eficientemente oxidado y removido en la escoria, permanece en estado metálico y puede formar parte del Doré, alterando su punto de fusión. Se forma entonces una aleación ternaria
PROCESO DE FUNDICION DE ORO Y COLADA
QUIMICA DE LA FUNDICION DEL ORO Los primeros cambios químicos que se producen durante la fundición dentro del Horno de Inducción se deben al efecto del calor (Q), con el cual se origina la descomposición de los fundentes oxidantes que son el Carbonato y el Nitrato de Sodio: Na2CO3 + Q = Na2O + CO + ½O2 (851ºC) NaNO3 + Q = Na2O + ½N2 + O2 (308ºC) Con la presencia del Oxígeno proveniente de la descomposición de los fundentes oxidantes, se inicia la oxidación de los metales base (que están en la carga como impurezas) según las reacciones: Zn + ½ O2 = ZnO Pb + ½ O2 = PbO Pb + O2 = PbO2
QUIMICA DE LA FUNDICION DEL ORO ✓ Reacciones de descomposición térmica 2 NaNO3 (s) → Na2O (s) + N2 (g) + 5/2 O2 (g) Na2B4O7 (s) → Na2O (s) + 2 B2O3 (s) ✓ Reacciones de formación de escorias Cu2O (l) + Na2B4O7 (s) → Cu2B4O7 (l) + Na2O (l) ZnO (l) + SiO2 (l) → ZnO.SiO2 (l) MeO (l) + SiO2 (l) → ZnO.SiO2 (l)
DIAGRAMAS TERNARIOS-COMPOSICION DE LAS ESCORIAS La composición de la escoria se basa principalmente en el Sistema Ternario B2O3-Na2O-SiO2, ya que son los 3 principales componentes. El Diagrama presenta regiones (fases) determinadas con estructuras cristalográficas definidas como la Cristobalita, Cuarzo y Tridimita, así como compuestos conocidos como el Na2O.2B2O3 (Bórax) con su punto de fusión de 742°C. Este Diagrama presenta varias isotermas a diferentes temperaturas los cuales indican puntos de fusión a determinadas composiciones ternarias.Presenta puntos Eutécticos y Peritecticos, los cuales representan bajos puntos de fusión del sistema ternario en mención. Al agregar gran cantidad de fundentes oxidantes lo cual crea una atmósfera fuertemente oxidante y que es muy perjudicial. Al tener una atmósfera oxidante, se desprende gran cantidad de Oxigeno que provoca una excesiva espumación durante la fusión de la carga.Esta espuma hace que el Oro y Plata queden atrapados mecánicamente en la escoria, incrementando notablemente el contenido metálico en ella. A fin de minimizar esto, se necesitará un tiempo de retención adicional a fin de que desaparezca la espuma y dar tiempo a que el Au y Ag atrapados puedan separarse de la escoria por simple sedimentación.
Diagrama Ternario del Sistema B2O3-Na2O-SiO2
QUIMICA DE FORMACION DE ESCORIAS – FUSION DE PRECIPITADOS ORO La sustentación básica para lograr la retención de la impurezas de metales no ferrosos y ferrosos en la escoria está en su oxidación para formar compuestos silicatados o boratados. Esta suposición es factible termodinámicamente en las condiciones de operación que se dan en el crisol.
− Fusión de precipitados
Na2 O
Na2B4O7(l) + Me2O(l) Me2B4O7(l) + Na2O(l) SiO2(s) + 2 MeO(s,l) 2 MeO.SiO2(l) Na2O SiO2 100 0
Na2O B2 O3 (966°C)
900 800
90 0
740°C
Na2O 2B2 O3
Na2O 2SiO2
700
3
65 0
600
Me(l) + ½ O2(g) MeO(s,l,g)
800
700
Cua rzo
Na2O 4B2 O3
65 0 600
B2O3
50 w% SiO2
799°C 700
800
900 000 1 0 110
lit a
2
ba
Na2 O 3 B O
(875°C)
60 0
Cri sto
722°C
(815°C)
846°C
800
(743°C)
Tridim ita
NaNO3(s) Na2O(l) + ½ N2(g) + O2(g)
(1089°C)
SiO2
Diagrama Ternario del Sistema B2O3-Na2O-SiO2
PUNTO PERITECTICO
PLANTA PODEROSA: PROCESO MERRIL CROWE Y FUNDICION DE PRECIPITADOS PLANTA CIANURACION – MERRILL CROWE Recepción de Mineral
Separación S/L
Fundición
E-5
PROCESO EN PLANTA
Desaereación
E-1
Chancado
Molienda Clasificación Gravimetría
Zn en polvo
Clarificación
Merril Crowe
Precipit - Filtrac
Agua fresca
Agitación AA-1
E-4E-4
1 E-3
CCD CMPSA
AA-2 A-2 1
E-2 E-2
A-3 A-
A-3
A-4 A29
PROCESO DE FUNDICION DE PRECIPITADOS Y TRATAMIENTO DE ESCORIAS
PLANTA PODEROSA: SECUENCIA OPERATIVA EN LA FUNDICION Horno de Fundición
Dore de Oro y Plata
Secadores eléctricos Precipitado
Bandeja Precipitado
Cono Mezclador
Balanza Bandeja Precipitado
PROCESO DE FUNDICION: COSECHA Y SECADO DEL PRECIPITADO
PROCESO DE FUNDICION: PREPARACION DE LA CARGA
PROCESO DE FUNDICION: FUNDICION DEL PRECIPITADO
BALANCE DE Au Y Ag EN FUNDICION DE PLATA
BALANCE EN LA FUNDICION: PODEROSA
PROCESO DE FUNDICION: COLADA Y SEPARACION BULLION-ESCORIA
PROCESO DE FUNDICION: RECUPERACION DEL Au -ESCORIAS
PROCESO DE FUNDICION: REFUNDICION DEL BULLION INICIAL
PLANTA YANACOCHA NORTE: FUNDICION PRECIPITADOS M.CROWE
PLANTA YANACOCHA NORTE: FUNDICION PRECIPITADOS M.CROWE
PLANTA ARES: PROCESO MERRIL CROWE Y FUNDICION DE PRECIPITADOS
REFINERIA PLANTA ARES: FUNDICION DE PRECIPITADOS M. CROWE
REFINERIA PLANTA ARES: BALANCES METALURGICOS PRECIPITADO
BALANCES METALURGICOS
REFINERIA PLANTA ARES: GRAFICOS DE OPTIMIZACION GRAF. N°7: CALIDAD DE DORE
GRAF. N°6: RECUPERACIÓN METALÚRGICA PROCESO DE FUNDICIÓN
99,57
Au, Ag %
99,50
99,82
99,68
99,82
99,84
99,34
99,40
99,07
99,00 98,77
98,55
98,50 98,00 97,50
1998
1999
2000
2001
100,00 99,90 99,80 99,70 99,60 99,50 99,40 99,30 99,20 99,10 99,00
DORE (Au + Ag )%
100,00
2002
AÑO
99,29
99,12
1998 Au%
1999
Ag%
2000
2001
2002
AÑO
GRAF. N°10: RENDIMIENTO DE CRISOLES 14
GRAF. N°8: CARGA FUNDENTE 13,287
70
12
65,22
10
KG.FUND./KG.PRECIP.%
TM.PRECIPITTADO / CRISOL
99,70
99,68
99,66
9,291
8 6
5,784 4,895
4 3,045
2 0
1998
1999
2000 AÑO
2001
2002
60 50
46,10
46,10
40 30 24,50
20
19,50
10
0 1998
1999
2000 AÑO
2001
2002
PLANTA COMARSA: PLANTA ADR Y FUNDICION DE PRECIPITADOS EW CIRCUITO DE DESORCION - ELECTRODEPOSICION - FUNDICION MINERA COMARSA TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION
CALENTADOR DE SOLUCION DE DESORCION
TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION AIRE
B OM B A
TORRE DE NEUTRALIZACION
M ANOM ETRO
12.5 GPM CELDA S ELECTROLITICA S CA TODOS ELECTROLITICOS
M ANOM ETRO
H2SO4 ATAQUE ACIDO SOLUCION NaOH
12.5 GPM INTERCA M B IA DOR DE CA LOR
FILTRO PRENSA
DORE
FUNDICION
DIAMETRO = 1.20 m. ALTURA = 4.20 m.
SOLUCION DESORCION
SOLUCION LAVADO
25 GPM DSM 20 Mesh
R1
R2
COLUMNAS DEL CIRCUITO DE DESORCION
FUNDICION DE PRECIPITADOS AURIFEROS: ADR-COMARSA
PLANTA AURIFERA DE ORCOPAMPA: PROCESOS ADR Y MERILL COWE
PLANTA DE REFINACION DE LODOS ANODICOS (Au-Ag) - SPCC
ESCORIAS AURIFERAS
ESCORIAS AURIFERAS Se entiende por escoria, una mezcla de compuestos y óxidos de diversos orígenes (como por ejemplo las impurezas y las gangas de los minerales) y otros aditivos que actúan como fundentes. Durante la fundición, la escoria forma una fase que se separa del doré y debido a su inmiscibilidad y menor densidad se ubica sobre éste, lográndose así la separación de ambas fases. Para la formación de escorias es necesario emplear diversos reactivos fundentes (conocido en inglés como flux). Se entiende por fundentes, toda sustancia o compuesto que se agrega a propósito a la carga, con el objeto de facilitar la fusión de aquellos componentes de alto punto de fusión como los involucrados en la fundición del Oro.
ESCORIAS EN LA FUNDICION El proceso de fundición de precipitados de Oro y Plata produce un producto secundario denominado “Escorias”. Este producto contiene mínimas cantidades de valores metálicos de Oro y Plata. Estas escorias son recogidas en conos y almacenadas para su posterior tratamiento. Durante la fundición, la escoria forma una fase que se separa del doré, debido a su inmicibilidad y menor densidad se ubica sobre éste, lográndose así la separación de ambas fases. Para la formación de escorias es necesario emplear diversos reactivos fundentes (conocido en inglés como flux). Las escorias producidas deben cumplir con las siguientes características generales
Bajo punto de fusión. Baja viscosidad. Baja densidad. Alta fluidez. Alta solubilidad de los óxidos de los metales básicos. No solubilidad del Oro y la Plata. No alterar el estado metálico del Oro y la Plata. Buena separación del metal Doré. Bajo desgaste refractario (por corrosión y/o abrasión). Fácil de romper para volver a ser tratado.
FUNDICION DE ORO-COLADA DE ESCORIAS
ENSAYES QUIMICOS: PRECIPITADO Y ESCORIAS
MUESTRA
% Au
% Ag
% Cu
% Pb
% Zn
% Fe
Bullión de Escorias
40,60
18,715
5,403
28,353
2,669
0,714
Au Refinado
99,975
0,0222
0,0018
0,0004
0,0002
0,0007
PROCESO DE TRATAMIENTO DE ESCORIAS : PLANTA PODEROSA
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) Y FUNDICION DE PRECIPITADOS DE ORO: PIERINA
FUNDICION DE ORO-COLADA DE ESCORIAS
La escoria generada del proceso de fusión de precipitados es granulada mediante la inyección de agua en un canal de contacto diseñado para este fin.
TRATAMIENTO DE ESCORIAS: MINERA YANACOCHA
CIANURACION INTENSIVA DE ESCORIAS: YANACOCHA
CIANURACION INTENSIVA DE ESCORIAS : YANACOCHA
CIANURACION INTENSIVA DE ESCORIAS: YANACOCHA La escoria proveniente del horno es granulada y almacenada en una tolva, previa separación sólido-líquido. La escoria pasa a través de una chancadora rotatoria Nordberg-Barmac de 3 a 10 toneladas por hora, para luego almacenarse en la tolva de alimentación del reactor de lixiviación. El reactor es de marca Gekko, y tiene una capacidad de 6 toneladas métricas de escoria por lote lixiviado, siendo el tiempo de lixiviación de 48 horas. El licor producto de la lixiviación pasa a la planta de precipitación con zinc, mientras que las colas son bombeadas hacia una tolva y de allí llevadas al pad de lixiviación para disposición final. Las escorias producidas son re-fundidas y/o tratadas a través de molienda y separación gravimétrica.
PLANTA DE CIANURACION INTENSIVA - ANTAPITE
PROCESO DE TRATAMIENTO DE ESCORIAS – PAMPA LARGA
TRATAMIENTO DE ESCORIAS: MINERA MARSA FASES DEL PROCESO DE REFINACION DE ORO MATERIAL FUNDICION Bullión
Escorias Fundición
Escorias Refundidas
Bullión
Toma de Muestra Análisis: Vía fuego
Encuarte: Ag Granallado Disgregación: HNO3 cc
53%
Precipitado de Au Disolución Agua Regia: HNO3 : 1 HCl : 3
53% 32%
Filtrado Precipitación de Au: Neutralización: Urea Bisulfito de Na
Lavado: H2O HNO3 cc
Secado Pesado Fundido Barra : Dore
Análisis A.A.
TRATAMIENTO DE ESCORIAS: MINERA MARSA
FUNDENTES Y COMPOSICION DEL FLUX EN LA FUSION DE LA CARGA
FUNDENTES PARA LA FUNDICION DEL ORO
FUNDENTES – CAUSAS DE SU ADICION EN LA FUNDICION DEL ORO La adición de fundentes se efectúa principalmente por las siguientes razones: •Reducción de pérdidas por volatilización: Los fundentes reducen el punto de fusión de la carga a un nivel por debajo de la temperatura que pudiera ocasionar volatilización. La fusión forma capas de escorias vidriosas que cubren físicamente el metal durante la fundición, reduciendo el potencial de los elementos volatilizantes de la capa del metal. •Protección del baño: La formación de una capa de escoria aísla el baño metálico fundido de la atmósfera para evitar posibles reacciones de oxidación con ésta. Asimismo se evita las excesivas pérdidas de calor.
•Recolección de impurezas: Los fundentes reaccionan químicamente con las impurezas que contiene el precipitado. La impurezas forman con los fundentes, compuestos químicos que son solubles en la escoria.
PROCESO DE FUNDICION DE ORO:DORES Y ESCORIAS
CLASIFICACION DE LOS FUNDENTES Fundentes Oxidantes. Estos fundentes oxidantes o depuradores, proporcionan oxígeno para convertirlos metales base en óxidos y escorificarlo. Entre ellos tenemos: - El nitrato de potasio. - El nitrato de sodio. - El cloruro de sodio. Fundentes Reductores. Los fundentes reductores son los que eliminan el oxígeno, o se combinan con el y pasan a la escoria. Transformando los óxidos metálicos a metales propiamente. En nuestro caso es requerido únicamente para transformar el óxido de plomo a plomo metálico. Actuando éste como colector del oro y la plata. Entre las sustancias que actúan como reductores, tenemos: - El carbón vegetal. - El carbonato de sodio - Las harinas vegetales. - El carbonato de potacio - El zinc. - El hierro. Fundentes neutros o reguladores. . Son los que no producen oxidación ni reducción, sirven como solvente de las impurezas producidas por la acción de los fundentes oxidantes y reductores. Su presencia en cantidad considerable, es importante para proporcionar la fluidez y solubilidad de las impurezas. A este grupo pertenecen: - El bórax. - La sílice. - El vidrio molido.
FUNDENTES PARA LA FUNDICION DEL ORO
•Bórax: Densidad: 2370 kg.m-3. El Borato de Sodio (Na2 B4O7.10 H2O), es un excelente solvente de metales básicos. Tiene características ácidas y cuando se encuentra fundiéndose con color rojo disuelve y funde prácticamente todos los óxidos de metal, ambos el ácido y la base. El Bórax se funde a 750º C, lo cual baja el punto de fusión para todas las escorias. Este es muy fluído cuando se funde. •Sílice: Densidad: 2334 kg.m-3. El Dióxido de Silicio (SiO2) es añadido a la carga para balancear el contenido básico (cáustico) de la escoria y producir una escoria borosilicatada. La Sílice pura se funde a 1750ºC y es el reactivo ácido más disponible para fundir. Las escorias basadas en Sílice son viscosas y atrapan mucho metal valioso en suspensión. Cuando la Sílice esta mezclada con el Bórax forma una escoria muy fluida que puede disolver los óxidos de metales bases y se combina con ellos en la forma de silicatos estables.
FUNDENTE BORAX
FUNDENTES PARA LA FUNDICION DEL ORO •Nitrato de Sodio: Densidad: 2260 kg.m-3. El nitrato de sodio (NaNO3) es añadido para oxidar los metales básicos en la carga. Este es un agente oxidante muy poderoso cuyo punto de fusión es de 270ºC. A bajas temperaturas el nitro se funde con pocas alteraciones; pero a temperaturas por encima de 380ºC se descompone produciendo Oxígeno. Este oxida a los sulfuros y algunos metales incluyendo el Plomo, Hierro y Cobre. La adición de nitro se mantiene a un mínimo porque al liberar oxígeno ocasiona una reacción de espuma vigorosa y puede ocasionar el rebose en el crisol. También puede oxidar el crisol reduciendo su vida. •Carbonato de Sodio: Densidad: 2400 kg.m-3. El Carbonato de Sodio (NaCO3) tiene la misma función que el nitro, pero es menos enérgica. Además de su función oxidante, provee a la escoria transparencia y fluidez. En general la fusión del Carbonato de Sodio es estable a altas temperaturas, pero se descompone produciendo CO2 cuando se añade óxidos ácidos como la Sílice. •Fluoruro de Calcio: Densidad: 3180 kg.m-3. Es conocido también como Espato Flúor (Fluorspar) (CaF2). Este aditivo reduce la viscosidad de la escoria por la sustitución de los iones de Silicio por iones Flúor dentro de la estructura de la escoria borosilicatada, lo que origina la reducción de la viscosidad del sistema.
CARBONATO DE SODIO
NITRATO DE SODIO
FLUOR SPAR
SILICE
CLASIFICACION DE LOS FUNDENTES
PLANTA FUNDICION YANACOCHA NORTE: FUNDENTES
MEZCLA DEL FLUX – ALIMENTACION Y FUSION
COMPOSICION DEL FLUX PARA LA FUNDICION: YANACOCHA
COMPOSICION DE UNA MEZCLA FUNDENTE PARA LA FUSION DEL ORO
CALCULO DEL ORO Y PLATA: FILTRADO DE PRECIPITADOS (MERRILL CROWE)
BALANCE METALURGICO PLANTA PUCAMARCA (ADR):FUNDICION
COMPOSICION DEL FLUX PARA LA FUNDICION El precipitado obtenido es fundido con una cantidad apropiada de una mezcla de fundentes, a fin de lograr una rápida fusión, con la consiguiente fluidez de la escoria y garantizar su limpieza. Para 10 kilos de precipitado, utilizar: - Bórax granulado 3 kilos. - Carbonato de sodio. 5 kilos FLUX PARA PRECIPITADOS CON ZINC - Nitrato de potasio ... 0.5 kilos. - Sílice en polvo 1.0 kilos. Para la fundición del precipitado proveniente de soluciones limpias, la carga siguiente permite generalmente una rápida fusión, dando una escoria fluida y limpia. 100 Kg. de precipitado 80 Kg. de bórax FLUX PARA PRECIPITADOS-SOLUCIONES LIMPIAS 60 Kg. de dióxido de manganeso 40 Kg. de arena (sílice) Parte del bórax puede ser sustituido por fluoruro de calcio; al igual, el manganeso puede ser reemplazado por nitro. Para la fundición del precipitado de oro que ha sido calcinado, en muchas plantas se emplea la siguiente carga de fundentes 100 kg de precipitado calcinado 25 a 40 kg. de sílice 40 a 60 kg. de bórax FLUX PARA PRECIPITADOS CALCINADOS l0 a 15 kg. de carbonato de sodio 5 kg. de fluoruro de calcio 1 a 2 kg. de nitro.
REFINERIA PIERINA-BARRICK: OPTIMIZACION DEL FLUX –FUNDICION PRECIPITADOS
1. CARACTERIZACION DE LA CALIDAD DEL PRECIPITADO Antes de poder realizar las pruebas del precipitado con los fundentes, fue necesario caracterizar el tipo de precipitado que se obtenía en los Filtros Prensa. La calidad del precipitado colectado se mide en base a su contenido metálico (de Oro y Plata) y es una importante variable de control. Se observó que se tenía una baja calidad de precipitado, con un contenido metálico promedio de Au-Ag del 50%. La diferencia para el 100%, son por impurezas y mayormente Tierra Diatomácea (TD) o Diatomita. •La cantidad de impurezas contenidas en el precipitado, principalmente Zinc. Actualmente este contenido se mantiene en valores entre 5-8%, lo cual es bajo en comparación a los precipitados típicos que se obtienen en otras plantas y el cual no ha afectado en las leyes de Au y Ag en el Barren. •La cantidad de TD en el precipitado. La TD ingresa a los Filtros Prensa cuando éstos se encuentran en operación. Este material es utilizado como ayuda filtrante en este tipo de filtros. Como se sabe, la TD es un material a base de Sílice, cuyo contenido en el precipitado debe considerarse a fin de obtener un adecuado balance en la escoria que se quiere formar. Su ingreso hacia los Filtro Prensa es inevitable, pero es perfectamente controlable. Actualmente este contenido se mantiene en valores entre 7-10%
2. COMPOSICION DE LA ESCORIA –DIAGRAMAS TERNARIOS La composición de la escoria se basa principalmente en el Sistema Ternario B2O3-Na2O-SiO2, ya que son los 3 principales componentes. El Diagrama presenta regiones (fases) determinadas con estructuras cristalográficas definidas como la Cristobalita, Cuarzo y Tridimita, así como compuestos conocidos como el Na2O.2B2O3 (Bórax) con su punto de fusión de 742°C. Lo más importante que se puede obtener de este Diagrama, son las isotermas a diferentes temperaturas que tiene y que indican puntos de fusión a determinadas composiciones ternarias. El Sistema presenta puntos Eutécticos y Peritecticos, los cuales representan bajos puntos de fusión y nos dan un punto de partida para calcular la composición del fundente. Se empezó trabajando con composiciones cercanas a los puntos Eutécticos del sistema ternario mencionado ya que son los que tienen el punto mas bajo del sistema (aproximadamente 550°C). Sin embargo, las pruebas realizadas, han mostrado que no son los más adecuados para trabajar con nuestro tipo de precipitado, principalmente por la baja cantidad de metales base presentes. Alcanzar dicho punto implica agregar gran cantidad de fundentes oxidantes innecesarios, lo cual crea una atmósfera muy oxidante y que es perjudicial tanto para la vida de los crisoles como para la calidad de las escorias.
3. ESPUMACION DURANTE LA FUSION – DESCARBURIZACION CRISOL Al tener una atmósfera muy oxidante, se desprende gran cantidad de Oxigeno que provoca espumación durante la fusión de la carga. Esta espuma (que además contiene vapor de agua, gases de combustión y vapores de óxidos metálicos como ZnO) hace que el Oro y la Plata queden atrapados mecánicamente en la escoria, incrementando notablemente el contenido metálico en ella. A fin de minimizar esto, se necesitará un tiempo de retención adicional a fin de que desaparezca la espuma y dar tiempo a que el Au y Ag atrapados puedan separarse de la escoria por simple sedimentación. Obviamente esto retrasa la continuidad del proceso. Se ha visto que el Nitrato de Sodio es un fuerte agente oxidante. Si se tiene un exceso de este componente se crea una atmósfera fuertemente oxidante y empieza a ocurrir una “descarburización” acelerada del crisol, ya que el Carbono contenido en él(60% SiC- 30% C), comienza a reaccionar directamente con el Nitrato de Sodio dando CO2 y N2 : C + 0.5 O2 = CO CO + 0.5 O2 = CO2 4NaNO3 + 5C = 2Na2CO3 + 3CO2 + 2N2
4. CALCULO DE LA COMPOSICION DEL FLUX PARA LA FUNDICION A.- DATOS DEL PRECIPITADO COSECHADO Y CARGADO A RETORTA Datos: Ppdo humedo cosechado
465,7Kg
ppdo total
479,671Kg
Au
1128,62Oz
Ag
1060,33Oz
Diatomea
4Bolsas
SiO2
88,076Kg
Considerando 3% que luego se recupera en lavado de las telas Datos obtenidos del prolan de refineria Datos obtenidos del prolan de refineria Definir:
Dicalite Dicamex
22,7 20
Datos del precipitado cargado a la retorta: Ppdo Húmedo Cargado
400Kg
Ppdo Húmedo Sobrante Ratio de carga 0,83
65,7Kg Kg cargado a retorta/Kg de precipitado total
Au
29,27
Kg
Ag
27,50
Kg
SiO2
73,45
Kg
400/479.671= 0.83 (ratio) Kg Au= 1128.62 x 31.1x0.83 Kg Au= 29.27 Kg Ag= 1060.33 x 31.1 x 0.83 Kg Ag= 27.50 Kg SiO2= 88.076 x 0.83=73.45
B.- CALCULO DEL ZINC EN EXCESO Y EL OXIGENO QUE REACCIONA CON EL ZINC Paso N°1:
Kg Zn sin oxidar= 85 kg x 21.5% = 18.2 kg Kg Zn oxidado retorteo= 85 x 78.5%=66.6 kg Kg ZnO= (81.4 /65.4) x 66.6 kg= 82.83 kg ZnO
Determinando la cantidad de cinc de exceso:
Precipitado seco retorteado
215Kg PP Seco
Au
29,27 Kg
Ag
27,50 Kg
SiO2
73,45 Kg
(Kg)
=
215
P Au
(Kg)
+ P Ag
(Kg )
+
P SiO2 (Kg) + P Zn (Kg)
27,50 73,45
29,27
85
% Oxida. Zn Kg. P Zn (Kg) 21,5
% Oxidacion Zn : 100-21.5=78.5 Paso N°2:
Zn que queda sin oxidar
66,6
Oxidación del Zn en el retorteo
82,83
Kg de ZnO
Determinar la cantidad necesaria de oxígeno a reaccionar con el cinc y evitar su inclusiòn en la barra
Zn
Impurezas en barras
78,5
18,2
12
65,4 6,2
+
1/2 O2
16 X1
=
81,4 X2
ZnO
X1 = X2 =
Pesos atomicos: Zn(65.4), Oxigeno(16), ZnO(81.4)
1,5 7,8
Kg ½ O2 Kg ZnO
Kg O2= (6.2 x 16)/65.4 = 1.5 Kg ZnO=(6.2 x 81.4)/65.4= 7.8
C.- CALCULO DEL CARBONATO SODIO, SILICE Y FUNDENTES(NEUTRALIZAR CARGA) Kg Na2CO3= (106 x 1.5)/16 = 10.1 Kg Na2O=(62 x 1.5)/16 = 5.9 Kg CO = (28 x 1.5)/16 = 2.7
Kg SiO2 teorico = (60 x 90.58)/162.8 = 33.4 Kg ZnO.SiO2 =(222.8 x 90.58)/162.8= 124 Paso N°3:
Determinar cantidad de carbonato de sodio para oxidar el cinc de exceso
Na2CO3
+
Q
=
Na2O
106 Y1
Paso N°4:
+
62 Y2
CO 28 Y3
+
1/2 O2 16 1,5
Determinación de la cantidad teórica de silice para escorificar el ZnO. 2 ZnO
+
SiO2
=
SiO2 teórica
Paso N°5: M4 M5
10,1
Kg Na2CO3
Y2 = Y3 =
5,9 2,7
Kg Na2O Kg CO
X MeO+ Y SiO2 = X MeO. Y SiO2
2 ZnO. SiO2
162,8
60
222,8
Z1 =
33,4
Kg SiO2 teórica
90,58
Z1
Z2
Z2 =
124,0
Kg 2 ZnO.SiO2
SiO2 SiO2 ppdo
Y1 =
73,45 33,4
40,1
Kg remanente
Kg SiO2 ppdo= 88.076 x 0.83=73.45 Kg SiO2 teorico=(60x90.58)/162.8=33.4
Deteminación de la cantidad necesaria de fundentes para neutralizar la carga, trabajando en una isoterma de 900 °C Kg SiO2 73,4 Valores reales en la carga Na2B4O7 + Q = 2B2O3 Na2O 5,9 B2O3 ? 202 139,2 M1 2 M2
+
Na2O 62 M3
Pesos atomicos: Na2CO3(106), Na2O(62), CO(28) Na2B4O7(202) , 2B2O3(139.2), Na2O(62) 2ZnO(162.8) , SiO2(60) , 2Zn.SiO2(222.8)
D.- CALCULO DEL BORAX - AJUSTES DEL FLUX Y VALORES TERNARIOS % Oxidac. Cinc
78,5
VALOR EN CARGA
BORAX B2O3
2(B2O3)
Na2O BORAX
M2
2M2
M3
M1
6,0
12,00
5,3
10,2
20,48
12,0
AJUSTE DE FLUX Kg
TERNARIO(%)
SiO2
Na2O
SiO2
Na2O
B2O3
SiO2
Na2O
B2O3
M5 5,9
M6
M7
M8
M6
M7
M8
17,4
M4 73,4
73
11,2
12,0
9,1
29,7
73,4
5,9
73
15,0
20,5
76,0 67,4
11,6 13,8
12,4 18,8
24,00
10,7
34,8
73,4
5,9
73
16,6
24,0
64,4
14,6
21,0
13,0
26,00
11,6
37,7
73,4
5,9
73
17,5
26,0
62,8
15,0
22,2
14,0
28,00
12,5
40,6
73,4
5,9
73
18,4
28,0
61,3
15,3
23,4
15,0
30,00
13,4
43,5
73,4
5,9
73
19,3
30,0
16,0
32,00
14,3
46,4
73,4
5,9
73
20,2
32,0
59,9 58,5
15,7 16,0
24,4 25,5
17,0
34,00
15,1
49,3
73,4
5,9
73
21,0
34,0
57,2
16,4
26,5
18,0
36,00
16,0
52,2
73,4
5,9
73
21,9
36,0
55,9
16,7
27,4
COLUMNAS BORAX 2M2 (2B2O3) = M2 x 2 =12 M3 (Na2O) = (2M2 x 62)/139.2 = 5.3 M1(BORAX) = (M3 x 202)/62 =17.4
AJUSTE DE FLUX (Kg) SiO2 = 73.4 = 73 Na2O = M3(5.3) + M5 (5.9) = 11.2 B2O3 = 2M2 (12) = 12
VALORES EN CARGA Kg SiO2 ppdo = 88.076 x 0.83 = 73.45 Kg Na2O=(62 x 1.5)/16 = 5.9
TERNARIO(%) SiO2 (M6)=(73) / (73 + 11.2 + 12)x 100 = 76.0 % Na2O (M7)= (11.2) / (73 + 11.2+ 12)x 100 = 11.6 % B2O3(M8) = (12) / 96.2) x 100 = 12.4 %
E.- CANTIDAD DE FUNDENTES(Kg y %) y PESO TOTAL ESCORIA CANTIDAD DE FUNDENTES BORAX(kg) CARBONATO(kg)
SiO2 Na2O B2O3
CON RESPECTO A PPTADO BORAX(%) CARBONATO(%)
PESO TOTAL DE ESCORIA
17,4
10,1
8,10
4,69
173,7
29,7
10,1
13,82
4,69
186,0
34,8
10,1
16,20
4,69
191,1
37,7
10,1
17,55
4,69
194,0
40,6
10,1
18,90
4,69
196,9
43,5
10,1
20,25
4,69
199,9
46,4
10,1
21,60
4,69
202,8
49,3
10,1
22,95
4,69
205,7
52,2
10,1
24,30
4,69
208,6
Eutectico %
Peritectico %
39,0 20,0 41,0
34,0 20,5 45,5
CANTIDAD DE BORAX Y CARBONATO (Kg) BORAX (M1) = M3(5.3) x (202/62) = 17.4 CARBONATO = Y1(10.1) = 10.1 CANTIDAD CON RESPECTO A PPTADO (%) BORAX (%) = (17.4 kg / 215 kg)x100 = 8.10% CARBONATO(%) = (10.1 kg/215 kg) x 100 = 4.69%
PESO TOTAL DE ESCORIA Kg Escoria = Borax(17.4) +Carbonato( 10.1) + Zn(85) + SiO2(73.45) + Impurezas en barras (12) = 173.7 kg
5. COMPOSICION TERNARIA DETERMINADA: 600 ºC
5.1. COMPOSICION DEL FLUX PARA LA FUNDICION: BARRICK
5.2. DIAGRAMA TERNARIO OPTIMO: B203-NA2O-SIO2
6. RESULTADOS OBTENIDOS A.- Se ha determinado que para procesar nuestro tipo de precipitado, es necesario trabajar con puntos cercanos al punto Peritéctico, correspondiente a la siguiente composición ternaria, y que se puede apreciar en el diagrama ternario optimo. Las pruebas demostraron que alcanzar el punto eutectico ,implica crear una atmosfera muy oxidante con espumacion (fusion). B2O3
Na2O
SiO2
45.5 %
20.5 %
34 %
B.- De todos las composiciones evaluadas, es el que ha dado mejores resultados. En esta composición, el punto de fusión es cercano a 600°C, y se obtiene una escoria de baja viscosidad el cual hace posible se mantenga al mínimo la adición de Espato Flúor. Además la escoria obtenida es bastante dócil al tratamiento posterior para la recuperación de los pocos valores metálicos atrapados en ella. En el diagrama ternario optimo,se ha trazado una línea adicional desde la composición del Bórax hacia la Sílice, y en el punto Peritéctico se tiene un ratio de 2:1 Bórax a Sílice.
C.- Actualmente se esta trabajando con la siguiente adición de Fundentes por cada 1000 Kg de Precipitado seco. La adición exacta depende de la cantidad de TD que contiene el precipitado, y el cual varía entre 7 y 10%: * Bórax = 320 – 350 Kg * Sílice = 90 – 110 Kg * Carbonato de Sodio = 12 Kg * Nitrato de Sodio = 4 Kg * Espato Flúor = 1 Kg
6.1. RESULTADOS OBTENIDOS D.- Las recuperaciones para el Oro y la Plata respectivamente, y en el cual se han obtenido notables incrementos, sobre todo para el caso de la Plata en el que se ha pasado desde una recuperación de 99.2% a 99.6% (promedio). En el caso del Oro, se ha mejorado su recuperación desde un 99.7% a un 99.9% (máximo). El adecuado control en la adición de reactivos oxidantes minimizado las pérdidas de Plata en la escoria como Oxido (AgO) o atrapado mecánicamente debido a la excesiva espumación. Como se mencionó anteriormente, para reducir la espumación, es necesario dar un tiempo adicional de retención a fin de que ésta desaparezca y los valores metálicos de Oro y Plata puedan separarse de la escoria por simple decantación. E.-Se ha logrado mejorar el rendimiento del crisol, para procesar nuestro tipo de precipitado, pasando de procesar 5000 Kg (promedio) de precipitado por crisol, hasta un máximo de 7600 Kg, siendo esto un incremento superior al 50%. La línea de tendencia es muy favorable, y muestra que está en aumento y que todavía no ha logrado mantenerse estable. F.- El contenido de Oro y Plata que contiene el producto final, es un parámetro importante de control, y es uno de los principales objetivos del estudio de optimización, pues permite determinar si las impurezas contenidas en el precipitado han sido eficientemente removidas en las escorias. El grafico representa las variaciones en el contenido metálico de el Doré. Se puede ver, que ha mejorado la calidad de las barras pasando de un contenido promedio de Au-Ag de 98% hasta 99% G.- Las evaluaciones en la calidad de las escorias, han determinado también la cantidad mínima de fundentes necesaria para procesar el precipitado. Se ha logrado reducir el factor Fundente / Precipitado desde valores cercanos a 1 hasta valores de 0.42 (relación en peso), y que es el actualmente utilizado. Se ha podido comprobar que esta reducción puede hacerse sin afectar la calidad del Doré y escorias obtenidas
6.2. GRAFICOS DE OPTIMIZACION OBTENIDOS
CALIDAD DEL PRECIPITADO
CALIDAD DE LAS BARRAS DORES 3.0
100.0 % Au
2.8
99.9
2.6 99.8
2.4
99.7
2.2
99.6
2.0 % Ag
1.8 $/Kg Dore
99.5 99.4 %
99.3
1.6 1.4 1.2
99.2
1.0 99.1
0.8 99.0
Apr
May
Mar
Jan
Feb
Dec
Oct
COSTOS DE FUNDENTES
Nov
Sep
Jul
Aug
Jun
Apr
May
Mar
Jan
Feb
Dec
Oct
Nov
Sep
Jul
Aug
Jun
Apr
May
Mar
Jan
Feb
Dec
Apr
May
Mar
Jan
Feb
Dec
Oct
RECUPERACIONES Au-Ag
Nov
Sep
Jul
Aug
Jun
Apr
May
Mar
Jan
Feb
Dec
Oct
Nov
Sep
Jul
Aug
Jun
Apr
May
0.0 Mar
98.7 Jan
0.2
Feb
0.4
98.8
Nov
0.6
98.9
MARCO TEORICO: DESTILACION Y CONDENSACION DEL Hg
MINERALOGIA Y PROPIEDADES DEL MERCURIO
CIRCUITO DE OBTENCION DEL MERCURIO: MINERIA ARTESANAL
CIRCUITO DE OBTENCION DEL MERCURIO: HIDROMETALRUGIA ORO
ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCION DEL MERCURIO
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) –RETORTAS: PUCAMARCA
HORNO RETORTA-PRINCIPIO DE OPERACION Las retortas son operadas bajo una ligera presión negativa y el vapor de Mercurio es usualmente recuperado dentro de un sistema de condensación por agua en contracorriente. El vapor es rápidamente enfriado a menos del punto de ebullición (356°C) y el mercurio líquido es colectado bajo agua para evitar la reevaporación. Pérdidas de mercurio del orden del 0,2% o 0,4% son obtenidas por cada ciclo de destilación, esas pérdidas son generalmente el resultado del mercurio no condensado. El Mercurio puro ebulle normalmente a 356°C. Sin embargo, el mercurio presente en el precipitado esta reemplazando átomos en la estructura del Oro, y este punto de ebullición se incrementa a 480°C como resultado de una baja concentración de mercurio, afortunadamente, el punto de ebullición del mercurio puede ser bajado reduciendo la presión y puede ser mejorado colocando el precipitado en un sistema de vacío. Por lo que una bomba de vacío es proveída para reducir la presión en la retorta por debajo de la presión atmosférica. Esta bomba está diseñada para dar a 700°C una baja presión, menor 20 a 28 Kp para volatilizar virtualmente todo el mercurio presente en el precipitado. El mercurio removido es colectado por un sistema de condensadores enfriados por agua, luego, es almacenado en un colector, que es descargado al final del ciclo a contenedores especiales de Hg (flasks) para su almacenamiento seguro. A fin de remover eventuales remanentes de mercurio gaseoso que puedan ir al medio ambiente, el flujo de vacío pasa a través de un post-enfriador enfriado por agua, ubicado inmediatamente después del colector. Luego, este flujo pasa a través de columnas de carbón activado y un separador de agua antes de ir a la bomba de vacío, de donde recién es descargado a la atmósfera. La saturación de los carbones se controla mediante monitoreos constantes.
Temperatura °C
Ciclo Típico de una Retorta 600 500 400
Aire
300 200 100 0 -2 -4 -6 -8 -10
1 atm pHg
Tf,Zn pZn 2 4
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 tiempo [hrs]
GRAFICO: OPERACIÓN DEL HORNO RETORTA (Hg)
DESTILACION Y CONDESACION DEL MERCURIO Dependiendo del tipo de mineral a procesar (mineralogía) algunos contienen significativas concentraciones de Mercurio (>0,1 – 0,5%) y deben ser tratados para removerlos antes de la fundición del precipitado. Este tratamiento debe ser realizado para minimizar la emanación de gases tóxicos de Mercurio a la atmósfera durante las siguientes etapas del proceso. Por su alta presión de vapor relativa (1,3 x 10-3 mmHg a 20°C) comparada con otros metales (Au = 10-10, Ag = 10-22 y Pt < 10-22 mmHg), el Mercurio puede ser separado eficientemente de otros metales preciosos o bases por una simple destilación. El Mercurio es removido por Retortas, hornos especialmente diseñados para este fin. El punto de ebullición de Hg es de 357°C, las temperaturas típicas aplicadas son de 600-700°C para vaporizar todo el contenido de Mercurio. Estas temperaturas son similares a las aplicadas para la tostación o calcinación y otras reacciones que ocurren bajo estas condiciones también son aplicadas durante la Retorta. La temperatura de la Retorta es incrementada lentamente para secarlo completamente antes de vaporizar el Mercurio y para dar tiempo que el Mercurio migre hacia la superficie. El sistema es mantenido a máxima temperatura durante 10 horas para asegurarse la total volatilización del Mercurio. Remociones del 99% son fácilmente obtenidas.
BALANCE DE LA DESTILACION Hg- RETORTA Alimentación: Au Ag Zn Pb... SiO2 H2O 20 - 30% Hg > 0,1 - 0,5%
Gas: Hg H2O... P < 1 atm T = 600 °C
Calcina Au Ag Zn Pb... SiO2 Hg < 0,05%
PROCESO DE DESTILACION Y CONDENSACION DEL Hg
PRODUCTOS OBTENIDOS: MERCURIO Y CARBON CON Hg
CIRCUITO DE DESTILACION DE Hg – PLANTA ARES
CIRCUITO DE DESTILACION DE Hg – PLANTA ARES
Ciclo de Secado y Desmercurizado 600
Temperatura
500 400 300 200 100 0 1
2
3
4
5
6 Horas
7
8
9
10
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) Y FUNDICION DE PRECIPITADOS DE ORO: PIERINA
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) Y FUNDICION DE PRECIPITADOS DE ORO: LAGUNAS NORTE
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) –RETORTAS: YANACOCHA NORTE
MANEJO Y TRANSPORTE DEL MERCURIO RECUPERADO
EMBALAJE Y TRANSPORTE DEL MERCURIO RECUPERADO
RETORTAS DESTILACION (Hg) y HORNOS DE FUNDICION(Au)
HORNO DESTILADOR DE Hg - RETORTA
HORNO RETORTA - PARTES DEL EQUIPO
HORNO RETORTA-PRINCIPIO DE OPERACION
HORNO RETORTA-PRINCIPIO DE OPERACION La Retorta utiliza condensadores enfriados por agua para la condensación del Mercurio. Estos tubos de condensación tienen 100 mm de diámetro a los cuales se les hizo un rediseño y se les instaló 4 tuberías internas con el fin de incrementar el área de enfriamiento y mejorar la transferencia de calor. El tanque colector almacena temporalmente el Mercurio. El post-enfriador está refrigerado por agua y condensa eventuales remanentes de Mercurio. A la succión de la bomba de vacío se localiza 4 columnas de carbón activado por Retorta. Una bomba de vacío es instalada para crear el vacío necesario en la Retorta.
HORNO RETORTA - SISTEMAS DE CONTROL
HORNOS DE CRISOL HORNOS DE CRISOL FIJO Se usa para fundir metales férreos o no férreos. Los crisoles pueden ser de grafito o carburo de silicio, se usa como combustible carbón, petróleo o kerosene o ambos. HORNOS DE CRISOL BASCULANTE Estos hornos son calentados por petróleo usando un quemador, también se puede usar como combustible gas o kerosene. La ventajas de este tipo de horno es el de tener pequeña oxidación de los elementos componentes del metal.
COMBUSTIBLES PARA FUNDICION - Sólidos: La antracita, lignito, hulla, turba, coke, generalmente se usan en Hornos de Crisol - Líquidos: Petróleo, aceite quemado, alcoholes, etc. Usados en Hornos de Crisol. - Gaseosos: Gas propano, gas natural y otros. - Eléctricos: Generalmente se usa con la aplicación de la ley de Joule.
HORNO DE CRISOL FIJO
HORNO DE CRISOL BASCULANTE CON QUEMADOR DE PETRÓLEO
HORNOS DE CRISOL BASCULANTE
HORNOS DE CRISOL BASCULANTE
HORNO DE CRISOL BASCULANTE EN OPERACION
FUNDICIÓN DE ORO (HORNO BASCULANTE)-CIA PODEROSA Horno de Fundición
Dore de Oro y Plata
70% Au Secadores eléctricos Tiempo de secadoPrecipitado = 16 hr
Humedad menor a 2%
Bandeja Precipitado
Cono Mezclador
Balanza Bandeja Precipitado
CLASIFICACION DE LOS HORNOS PARA FUSION HORNOS ELECTRICOS Existen 3 tipos de Hornos Eléctricos: HORNOS DE RESISTENCIA Donde el calor se desprende en un circuito que rodea el Horno. HORNOS DE INDUCCION Los Hornos de inducción sirven para fundir metales ferrosos y no ferrosos mediante el flujo magnético producido en el Inductor. HORNOS DE ARCO ELECTRICO hornos de resistencia, en los que esta constituida sobre todo por el medio gaseoso comprendido entre el electrodo y la materia a calentar. Se les clasifica en tres categorías: a) La corriente no pasa por el baño b) La corriente atraviesa el baño en serie de un electrodo al otro c) La corriente conducida por un electrodo
HORNO DE INDUCCION – PRINCIPIO FISICO DE CALENTAMIENTO
HORNO DE INDUCCION – LEY DE FARADAY LENZ
DE ACUERDO CON LA LEY DE FARADAY-LENZ, EN TODA SUSTANCIA CONDUCTORA DE LA ELECTRICIDAD, QUE SE ENCUENTRA SOMETIDA A UN CAMPO MAGNÉTICO VARIABLE, SE INDUCE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.
HORNO DE INDUCCION - PRINCIPIO DE OPERACION El principio de operación de este horno se basa en el calentamiento por inducción de acuerdo a la ley de Faraday que dice que una corriente eléctrica será inducida en cualquier conductor eléctrico en presencia de un campo magnético en movimiento. Cuando se aplica corriente alterna a la bobina en el horno, se crea un campo magnético en el crisol. Este campo magnético crea una corriente inducida en el material cargado (precipitado mas fundente) el cual causa que el metal se funda dentro del crisol. El metal se funde por inducción. Los fundentes (materiales nometálicos) se funden por conducción. El horno tiene una cubierta (tapa) que es manualmente levantada para cargar y llenar el crisol. El polvo y humos que se producen durante la fusión son colectados en una conexión de succión giratoria en un costado del horno. Los humos y polvos son enviados a un sistema de colección de polvos. Después que la carga y los fundentes son fundidos, el horno es inclinado usando un mecanismo hidráulico para vaciar la escoria en los escorificadores (conos) y el metal doré en los moldes de las barras. El horno y la fuente de poder son enfriados por un ciclo interno cerrado de enfriamiento por agua mediante un intercambiador de calor de placa y marco. Para efectuar este enfriamiento se usan bombas internas que hacen circular el agua desionizada a 60 psi.
HORNOS DE INDUCCION ELECTRICA: PARTES EXTERNAS
HORNO DE INDUCCION – PARTES INTERNAS
El horno de inducción es un contenedor formado por un circuito helicoidal (bobina) conectado a una fuente de corriente alterna y que está refrigerado con agua. Esta bobina está protegida por material refractario, dentro del cual se aloja un crisol removible de Carburo de Silicio. El precipitado de Oro y Plata frío y seco, que ha sido procesado en las retortas, se mezclan con los fundentes
HORNO DE INDUCCION EN OPERACION
PLANO REFINERIA PUCAMARCA : HORNO DE INDUCCION
HORNO DE ARCO ELECTRICO El horno principal es un electrodo de arco. En operación de tres electrodos de grafito se encuentran sumergidas en la masa fundida y oscilan verticalmente para encontrar una trayectoria actual de la menor resistencia. El calentamiento de la materia es a traves de calentamiento por resistencia.
CLASES DE HORNO DE ARCO ELECTRICO: DIRECTO E INDIRECTO
A. INDIRECTO: ELECTRODO x ELECTRODO
HORNO DE ARCO ELECTRICO - PARTES
HORNO DE ARCO ELECTRICO EN OPERACION
HORNO DE ARCO ELECTRICO EN OPERACION: REFINERIA YANACOCHA
HORNO DE ARCO ELECTRICO EN OPERACION: REFINERIA YANACOCHA
HORNO DE ARCO ELECTRICO –CIRCUITO FUNDICION ORO
PLANTA FUNDICION ORO : YANACOCHA NORTE
PROCESO DE TRATAMIENTO DE ESCORIAS – PAMPA LARGA
COSECHA-RETORTEO DEL PRECIPITADO Y SECUENCIA FUNDICION
COMPARACION DE FUNDICIONES YANACOCHA NORTE Y PAMPA LARGA
REFINERIA ORO- YANACOCHA MANUAL DE FUNDICION
PREPARACION DEL PRECIPITADO-FLUX
PREPARACION DEL PRECIPITADO-FLUX
ESTADO DEL CRISOL Y REPARACIONES-CAMBIOS
HORNO DE ARCO ELECTRICO: CRISOL Y ELECTRODOS
ESTADO DE LOS ELECTRODOS Y RECTIFICACIONES-CAMBIOS
CARGA DEL PRECIPITADO-FLUX AL HORNO DE ARCO
CARGA DEL PRECIPITADO-FLUX AL HORNO DE ARCO
ENCENDIDO DEL HORNO DE ARCO ELECTRICO
ENCENDIDO DEL HORNO DE ARCO ELECTRICO
CIRCUITO DEL HORNO DE ARCO ELECTRICO
RECARGA DEL HORNO CON PRECIPITADO
SISTEMA DE ESCORIFICACION
SISTEMA DE ESCORIFICACION
ETAPAS DE FUNDICION: ESCORIFICACION
Escoria
Basculamiento
Electrodos
ESCORIFICACION
MOLDEO Y DESMOLDEO-COLADA
ETAPAS DE FUNDICION: MOLDEO - COLADA
Horno de Arco Electrico
Lingoteras
Colada
MOLDEO Y DESMOLDEO-COLADA
ETAPAS DE FUNDICION : MOLDEO - COLADA
REFINERIA ORO- LAGUNAS NORTE
PROCESO Y OPERACION
Diagrama de f lujo general del Proceso en Lagunas Norte
DESCRIPCION PROCESO DE FUNDICION-PLANTA ALTO CHICAMA Mediante el proceso de fundición se obtiene el producto final de barras Doré. El proceso comienza con la colección del precipitado proveniente de la planta Merrill Crowe. Este precipitado sólido es retenido en los filtros prensa y recogido cada 6 o 7 días en bandejas, para luego ser trasladado por un montacarga a los hornos de retorta para recuperar el mercurio por destilación. Luego el precipitado seco y frío es mezclado con fundentes y cargados a dos hornos de inducción, donde por un sistema de colada en cascada se obtiene las barras doré con una composición de oro y plata del 95 %. FILTRACION DEL PRECIPITADO El proceso comienza con la colección del precipitado proveniente de la planta de procesos, el cual es retenido en cuatro filtros prensa (tres en operación y uno en stand by). La solución filtrada, que se denomina solución barren y que contiene menos de 0,02 ppm de Au y Ag, es recepcionada en el tanque de solución barren para luego ser bombeada al pad de lixiviación para el riego de las pilas. El sólido retenido es recogido cada 6 ó 7 días, dependiendo de la cantidad precipitada, y es recepcionado en RETORTEO Y RECUPERACION Hg bandejones. El precipitado obtenido en los filtros prensa contiene significativas concentraciones de mercurio por lo que es tratado en los hornos de retorta para remover el mercurio por una simple destilación aprovechando su alta presión de vapor relativa comparada con otros metales preciosos. Este tratamiento es realizado para minimizar la emanación de gases tóxicos de mercurio a la atmósfera durante la fundición. FUNDICION
Mediante la fundición del precipitado de oro y plata se obtiene un metal doré en presencia de escorias y a temperaturas que exceden el punto de fusión de toda la carga (1 100 a 1 300ºC, aproximadamente). El tiempo para fundir completamente la carga depende de la calidad de la escoria que se forma, así como de la composición química de la aleación Au-Ag.
CIRCUITO DE DESTILACION (Hg) Y FUNDICION DE PRECIPITADOS DE ORO
FILTRACION DE PRECIPITADOS(MERRILL CROWE): PROCEDIMIENTO DE OPERACION
La solución que contiene el precipitado pasa a través de la bomba de alimentación de los filtros prensa de 14” x 14” y de 300 kW con un flujo de solución de 1 187 m3/h. La descarga de esta bomba que contiene pequeñas partículas de oro, plata y mercurio, junto con algunos sobrantes de zinc, alimenta a 4 filtros prensa (3 operativos y uno en reserva), con cámaras de 1 200 x 1 200 x 60 mm accionadas por un motor hidráulico de 7,5 kW.
Después de que el filtro prensa es cerrado mediante el cilindro hidráulico, se bombea la precapa de tierra diatomea sobre las telas para obtener un filtrado claro. El flujo de solución que ingresa a cada filtro es de 396 m3/h. El contenido de sólidos de la solución que alimenta al filtro prensa es 80 mg/L y en la solución barren saliente es menor a 3 mg/L. El porcentaje de humedad del precipitado es 50% w/w y su densidad 1 450 kg/m3 . La capacidad de cada filtro prensa es 2,8 m3/h/m2 . El filtro, una vez puesto en servicio, recibe el flujo de la pulpa de precipitado durante un ciclo de 6 a 7 días, luego es cosechado por el personal de fundición.
FILTRACION DE PRECIPITADOS - EQUIPOS
DESTILACION DEL MERCURIO Y ALMACENAMIENTO: SECUENCIA DE OPERACION La destilación del mercurio se produce en los hornos de retorta que tienen una capacidad de 1 m3 y 220 kW de potencia. En el horno de retorta el precipitado es secado y el Mercurio que se encuentra en él es recuperado en vapor, para ello se eleva la temperatura en rampas hasta alcanzar un máximo de 550 ºC. El Mercurio puro ebulle normalmente a 356°C. Sin embargo, el Mercurio presente en el precipitado se incrementa a 480°C como resultado de una baja concentración de Mercurio; el punto de ebullición del Mercurio puede ser reducido bajando la presión por medio de una bomba de vacío la cual reduce la presión en la retorta por debajo de la presión atmosférica. Esta bomba está diseñada para dar a 700°C una baja presión menor 20 a 28 KPa y volatilizar virtualmente todo el mercurio presente en el precipitado. La retorta utiliza condensadores enfriados por agua para la condensación del Mercurio. Estos son tubos de condensación que tienen 100 mm de diámetro. El mercurio condensado es almacenado temporalmente en un tanque colector. En la succión de la bomba de vacío se localizan 4 columnas de carbón activado que tienen la función de retener y colectar el mercurio residual del vapor.
El precipitado seco que sale de la retorta y que tiene un contenido de oro y plata de 50%, es enfriado y dispuesto en recipientes para su preparación con fundentes antes de entrar a los hornos de inducción. Una vez que el ciclo de la retorta haya culminado, el Mercurio recuperado es drenado de los tanques colectores hacia botellas de acero (contenedores) que son fabricados con planchas de acero grueso de 3/8”. De los contenedores el mercurio es envasado en frascos (conocidos como flasks, en inglés) reciclables y reusables. Los procedimientos y materiales utilizados para su fabricación cumplen las normas americanas (EPA) y de las Naciones Unidas (UN).
RETORTEO DEL MERCURIO - EQUIPOS
PREPARACION DE LA CARGA PARA FUNDICION ORO
La adición de fundentes se efectúa principalmente por las siguientes razones: -Reducción de pérdidas por volatilización -Protección del baño -Recolección de impurezas Los fundentes más empleados, se describen brevemente a continuación: Bórax: El Borato de Sodio (Na2 B4O7.10 H2O), es un excelente solvente de metales básicos. Sílice: El Dióxido de Silicio (SiO2) es añadido a la carga para balancear el contenido básico. Nitrato de Sodio: El nitrato de sodio (NaNO3) es añadido para oxidar los metales básicos en la carga. Carbonato de Sodio: El Carbonato de Sodio (NaCO3), provee a la escoria transparencia y fluidez. Los sacos de fundentes son adicionados y mezclados con el precipitado seco en forma automatizada, con lo cual se obtiene una buena mezcla que permite la rápida fusión de la carga.
La adición de fundentes se efectúa por medio de un sistema consistente de: 4 tolvas de 1 tonelada de capacidad con fondo cónico de 60º. Cada tolva esta compuesta de celdas de carga, vibradores de presión de 1,1 kW , compuertas de válvulas operadas por aire y válvulas manuales de descarga. El fundente desde las tolvas cae en un transportador de tornillo sin fin que alimenta los fundentes a razón de 7,5 Kg/min hacia el mezclador horizontal. En el mezclador horizontal por otro lado es añadido el precipitado de los hornos de retorta. La adición es de la siguiente manera: las bandejas de retorta que contiene el precipitado son llevadas por un elevador de horquillas hacia una tolva de carga con fondo de 45º y dispuesta con un vibrador de 1,1 kW. La tolva posee una compuerta de cuchilla que descarga la carga hacia un transportador de pared flexible el que alimenta el mezclador horizontal a razón de 43 kg/min. El transportador de pared flexible es de 4,0 kW de potencia.
El mezclador horizontal tiene una compuerta de cuchilla que descarga la carga en un transportador de pared flexible de 4,0 Kw el cual mediante un conducto de descarga y una conexión de manguera flexible añade el precipitado mezclado con el fundente en el horno de inducción a razón de 50,5 kg/min.
FUNDICION DE PRECIPITADOS-HORNOS DE INDUCCION La fusión se realiza en los hornos de Inducción. Los hornos de inducción disponen de crisoles de carburo de silicio, en los cuales la carga requiere cerca de 2 horas para fundirse completamente y llegar a una temperatura de 1 200ºC (aprox.), esta temperatura es necesaria a fin de realizar las escorificaciones y la colada final para obtener las barras Doré (aleación de oro y plata).
El punto de fusión del Doré depende de la composición química de la aleación. El Doré se recibe en lingoteras sobre una estructura tipo cascada para la formación de las barras.
FUNDICION DE PRECIPITADOS-HORNOS DE INDUCCION
