100000m41n_metalurgia Extractiva

METALURGIA EXTRACTIVA (100000M41N) Marzo 2019 1. DATOS GENERALES Facultad: Carrera: Coordinador: Requisitos:

Ingenierías Ingeniería de minas Ing. Miguel Barreda de la Cruz QI38-Concentracion de Minerales

Número de créditos: Número de horas:

4 Horas teóricoprácticas 56

Horas de evaluación 2

Horas trabajo autónomo reflexivo 8

Total 66

2. SUMILLA Metalurgia Extractiva se basa en las operaciones y procesos utilizados en la concentración de minerales, para obtener productos ya sea por Hidrometalurgia: lixiviación, extracción por solventes y electrodeposición o por Pirometalurgia: secado, tostación, fusión, conversión y electrorefinación. Desarrolla los procesos hidrometalurgicos, pirometalurgicos y electrometalurgicos utilizando la termodinámica metalúrgica. 3. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE Al final de la asignatura, el estudiante reconoce e identifica los procesos, equipos y principales aplicaciones industriales de la hidrometalurgia, pirometalurgia y electrometalurgia en las principales empresas minero metalúrgicas del Perú. Se realizan visitas técnicas a las principales empresas minero metalúrgicas del Perú. 4. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Semana: 1, 2 y 3

Unidad 1: Termodinámica Metalúrgica

Logro específico de aprendizaje: Conocer, calcular y esquematizar los procesos hidrometalurgicos, pirometalurgicos y electrometalurgicos utilizando la termodinámica metalúrgica. Temario: 1. Termodinámica de la extracción de metales. 1.1. Introducción – estabilidad de los minerales. 1.2. Afinidad de los metales por el oxígeno. 1.3. Afinidad de los metales por el azufre. 1.4. Termodinámica de la tostación de minerales 1

1.5. Termodinámica de la fusión – conversión de concentrados 1.6. Termodinámica de los procesos de reducción – fusión de óxidos 1.7. Diagramas de Kellog. 1.8. Termodinámica de la lixiviación de minerales. 1.9. Diagramas Eh –pH 1.10. Termodinámica de los procesos electroquímicos Semana: 4, 5 y 6

Unidad 2: Pirometalurgia

Logro específico de aprendizaje: Conocer, esquematizar y calcular los equipos utilizados en las diferentes etapas de la pirometalurgia: secado, tostación, fusión, conversión y electrorefinación. Temario: 2. Extracción de cobre de minerales sulfurados 2.1. Secado de concentrados de cobre. 2.2. Tostación de concentrados de cobre. 2.3. Hornos de tostación. 2.4. Química y cinética de la tostación. 2.5. Fusión de concentrados de cobre. 2.6. Fisicoquímica de la fundición de mata. 2.7. Formación Mata - Escoria. 2.8. Formación, constitución y características de la mata. 2.9. Formación, constitución y características de la escoria. 2.10. Comportamiento de otros metales en la fusión de concentrados de cobre. 2.11. Fusión de concentrados en hornos reverbero. 2.12. Fusión de concentrados en hornos eléctricos. 2.13. Fusión de concentrados en altos hornos. 2.14. Fusión de concentrados en hornos flash. 2.15. Conversión de matas de cobre. 2.16. Tratamiento de gases y polvos 2.17. Producción de ácido sulfúrico 2.18. Electro refinación del cobre

Semana: 7, 8 y 9

Unidad 3: Hidrometalurgia

Logro específico de aprendizaje: Conocer, esquematizar y calcular los equipos y procesos utilizados en las diferentes etapas de la hidrometalurgia: lixiviación, extracción por solventes y electrodeposición. Temario: 3. Extracción del cobre de minerales oxidados 3.1. Lixiviación – Minerales y reactivos. 3.2. Tipos de lixiviación. 3.3. Diseño de pilas de lixiviación. 3.4. Diseño de sistemas de agitación industrial. 3.5. Concentración y Purificación de Soluciones. 3.6. Circuitos de extracción por solventes. 3.7. Reactivos utilizados en la extracción por solventes. 3.8. Electrodeposición del cobre. 3.9. Control de la neblina ácida. 3.10 Cálculos en electrodeposición. 2

Semana: 10 y 11

Unidad 4: Electrometalurgia

Logro específico de aprendizaje: Conocer, esquematizar y calcular los equipos y procesos utilizados en los tipos de electrometalurgia: electrodeposición, electrorefinación, galvanoplastia y electroconformado Temario: 4. Electrometalurgia. 4.1 Electrodeposición. 4.2 Electrorefinación. 4.3 Galvanoplastia. 4.4. Electroconformado. Semana: 12 y 13

Unidad 5: Plantas Metalúrgicas del Perú.

Logro específico de aprendizaje: Conocer las principales plantas metalúrgicas del Perú: operaciones, procesos, equipos y proyectos. Temario: 5.1. Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A. 5.2. Southern Perú Copper Corporation. 5.3. El Complejo Metalúrgico de la Oroya 5.4 Compañía de Minas Buenaventura. 5. METODOLOGÍA Se utilizara el método UTP, para el inicio se utilizara videos relacionados al tema a tratar en clase, la utilidad del tema será explicada por el profesor a los alumnos a través del logro de cada sesión de aprendizaje, para la transformación será con la participación de los alumnos a través de debates, lluvia de ideas y foros relacionados al tema tratado en clase, para la práctica se desarrollará talleres grupales en clase y para el cierre se formularan las conclusiones al finalizar la sesión de aprendizaje con participación de los alumnos y el profesor del curso. Además se gestionarán visitas a las principales plantas metalúrgicas del Perú, para validar los conocimientos teóricos aprendidos en clase. 6. SISTEMA DE EVALUACIÓN-CN Fórmula de Evaluación: PF = 0.15PC1 + 0.2PC2 + 0.25PC3 + 0.4EF Donde: PC1 = Práctica Calificada individual 15% PC2 = Práctica Calificada individual 20% PC3 = Práctica Calificada Individual 25% 3

EF = Examen Final 40% La evaluación será permanente y realizará por medio de prácticas al final de cada unidad. Nota: En el caso de que un alumno no rinda una práctica calificada (PC), por lo tanto, obtenga NS, ésta es reemplazada con la nota que se obtenga en el examen final o de rezagado. Solo se reemplaza una práctica no rendida. No es necesario que el alumno realice trámite alguno para que este remplazo se realice. La nota aprobatoria es 12. . 7. FUENTES DE INFORMACIÓN Obligatorios Complementarios 1. BISWAS – DAVENPORT. “El Cobre – Metalurgia Extractiva”, Ed.Limusa, España, 1993 2. COUDURIER L. – HOPKINS D. – WILKOMIRSKY I. “Fundamental of Metallurgical Processes”, Ed. Pergamo, Toronto, 1985. 3. BALLESTER A. – VERDEJA L.F. – SANCHO J. “ Metalurgia Extractiva” V-1, Ed. Sintesis, España. 4. ROSENQVIST T. “ Principles Of Extractive Metallurgy”, Ed. Mcgraw – Hill, Japón, 1974 5. TWIDWELL, J. C. :"Pirometallurgy", A Modular Tutonal Designed for Self - Paced Learning, University System, 1979 6. TWIDWELL, J. C. :"Hidrometallurgy", A Modular Tutonal Designed for Self - Paced Learning, University System, 1979. Traducción Chia A. 7. ASTUCURI V. “ Principios de Hidrometalurgia y algunas Aplicaciones”, Colección Ciencias, Lima, 1979. 8. TWIDWELL, J. C. :"Electrometallurgy", A Modular Tutonal Designed for Self - Paced Learning, University System, 1979. 9. BOCKRIS, JAND READY,A :"Electroquimica Moderna", vol. i y ii; Ed. Reverté, Barcelona, 1979 10. COSTA, JOSE M.; "Fundamentos de Electroquimica - Cinética Electroquímica y sus Aplicaciones"; Ed. Alhambra, España-1981. 11. NOVAL, PATRICK; "Electroquímica Aplicada a la Metalurgia"; Escuela de Ingeniería; Universidad de Concepción; Chile-1975.. 12. GILL, G.D.; "Nom Ferrous Extractive Metallurgy"; A Wily Interscience Publication; Toronto, Canadá -1980. 13. BEREGOUSHI Y KISTIAKOVSHI; "Metalurgia del Cobre y del Níquel"; Ed. Mir; Moscú 1974. 14. RIVERA I. ARENAS M. ; "Electrometalurgia del Cobre"; Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica; Arequipa - 1989. 15. BUTTS, A. ; "Metallurgical Problems"; Ed. Mc Graw-Hill Book Company, Inc; New York 1943. 16. VIDALON G. JOSE Y WALQUI F. HENRY "Desarsenización de Concentrados de Cobre Mediante Tostación"; Compendio del Seminario Internacional – Procesos Especiales de la Metalurgia Extractiva del Cobre; Trujillo 1979.

4

8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de aprendizaje

Semana

1

Unidad 1: Termodinámica Metalúrgica.

2

3

4

Unidad 2: Pirometalurgia. 5

6

Tema Introducción – estabilidad de los minerales. Afinidad de los metales por el oxígeno Afinidad de los metales por el azufre. Termodinámica de la tostación de minerales Termodinámica de la fusión – conversión de concentrados Termodinámica de los procesos de reducción – fusión de óxidos. Diagramas de Kellogg. Termodinámica de la lixiviación de minerales Diagramas potencial –pH Termodinámica de los procesos electroquímicos. Secado de concentrados de cobre. Tostación de concentrados de cobre. Hornos de tostación. Química y cinética de la tostación. Fusión de concentrados de cobre. Fisicoquímica de la fundición de mata. Formación Mata - Escoria. Formación, constitución y características de la mata. Formación, constitución y características de la escoria. Comportamiento de otros metales en la fusión de concentrados de cobre. Fusión de concentrados en hornos reverbero. Fusión de concentrados en hornos eléctricos Fusión de concentrados en altos hornos. Fusión de concentrados en hornos flash. Conversión de matas de cobre Tratamiento de gases y polvos Producción de ácido sulfúrico 5

Actividades y Evaluaciones Presentación del curso y Prueba de entrada. Exposición de los elementos principales.

Explicación de los tipos de termodinámica.

Explicación del PH y procesos electroquímicos

Exposición y explicación de las etapas y los equipos utilizados en los procesos pirometalurgicos.

Exposición y explicación de las etapas y los equipos utilizados en los procesos pirometalurgicos.

Exposición y explicación de las etapas y los equipos utilizados en los procesos pirometalurgicos.

Electro refinación del cobre

Práctica Calificada 01

7

8

9

10

Lixiviación – Minerales y reactivos. Tipos de lixiviación. Diseño de pilas de lixiviación. Diseño de sistemas de agitación industrial. Concentración y Purificación de Soluciones. Circuitos de extracción por solventes. Reactivos utilizados en la extracción por solventes. Electrodeposición del cobre. Control de la neblina ácida. Cálculos en electrodeposición.

Electrodeposición. Electrorefinación.

Unidad 4: Electrometalurgia

11

Galvanoplastia. Electroconformado.

Exposición y explicación de las etapas y equipos utilizados en lixiviación Exposición y explicación de las etapas y equipos utilizados en extracción por solventes. Exposición y explicación de las etapas y equipos utilizados en la electrodeposición. Exposición y explicación de las etapas y equipos utilizados en la electrodeposición y la electrorefinación. Exposición y explicación de las etapas y equipos utilizados en la galvanoplastia y el electroconformado Práctica Calificada 02

6

Unidad 5: Plantas Metalúrgicas del Perú.

12

Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A. Southern Perú Copper Corporation.

13

El Complejo Metalúrgico de la Oroya Compañía de Minas Buenaventura.

14

Otros Complejos Mineros

15

Exposiciones Finales

16

Exposiciones Finales

17

Exposiciones Finales

18

Examen Final

19

Examen de Rezagados

9. FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 01 / 03 / 2019

7

Exposición de las plantas metalúrgicas en el Perú Exposición de las plantas metalúrgicas en el Perú

Práctica Calificada 03