OBJETIVOS:
Conocer el proceso de fundición de cobre en Ilo.
Conocer los equipos que intervienen en el proceso de fundición.
Conocer los productos que obtenemos en la fundición.
Fundición de Cobre - Southern Perú Copper Corporation
INTRODUCCIÓN:
Southern Peru Copper Corporation (SPCC) puso en servicio su fundición de cobre modernizada en Ilo, Perú en febrero del 2007. SPCC había anunciado en enero del 2004 que el proyecto de modernización de la fundición se llevaría a cabo con Glencore Technology proporcionando la tecnología ISASMELT™ y Fluor proveyendo los servicios EPCM del proyecto. Luego de tres años de diseño y construcción, el proyecto culminó con la apertura oficial de la planta a comienzos del 2007.
Glencore Technology diseñó la nueva fundición para garantizar que satisfaga las nuevas normas medioambientales peruanas que entraron en vigencia en febrero del 2007. Al seleccionar sus asociados tecnológicos, 1 LINA ARI
SPCC consideró diversas tecnologías de fundición de cobre durante varios años. Una combinación de factores los convencieron de que ISASMELT™ era la tecnología adecuada. El hecho de que el proceso se puede instalar por un costo de capital relativamente bajo se señaló como una ventaja clave. Su facilidad de operación y flexibilidad según se había demostrado en las plantas en funcionamiento en Australia, EE.UU., India y China, fueron un elemento adicional en la decisión. Finalmente, el paquete tecnológico que ofreció Xstrata Technology, incluida la capacitación en la planta ISASMELT™ de Mount Isa, Australia y el acceso a la experiencia operacional de más de 10 años de operación a una escala similar a la planta de Ilo fue un factor determinante. El horno ISASMELT™ reemplazó a dos hornos de reverbero y a un convertidor
Teniente
para
el
tratamiento
de
1.200.000tpa
de
concentrados. La fundición de Ilo utiliza dos hornos de retención giratorios para separar la mata de la escoria del horno ISASMELT™. Se utiliza una caldera de calor residual y un filtro electroestático para enfriar y limpiar los gases antes de enviarlos a una planta de ácido sulfúrico. La planta utiliza convertidores Peirce-Smith para transformar la mata en cobre blister.
OPERACIONES DE FUNDICIÓN Y REFINACIÓN:
La
fundición
de
Ilo
procesó 1.21 millones de toneladas
de
concentrados.
La
fundición
de
concentrados de SPCC se incrementó en 2.5%. Como resultado de ello, la producción de cobre blister se incrementó a 320.722 toneladas en el 2004, comparado con 314,900 toneladas en el 2003. La producción total 2 LINA ARI
de cobre refinado descendió 2.7% en el 2004, llegando a 711.7 millones de libras en 2004 de 731.4 millones de libras en el 2003. La producción refinada proveniente de la refinería de Ilo alcanzó los 618.8 millones de libras en el 2004, una disminución de 1.2% respecto al 2003. Esta disminución fue originada por las interrupciones en el flujo del blister a la refinería durante la primera parte del 2004, como resultado del Programa de Control Complementario de la Compañía. No se pudo superar la pérdida de la producción a principios del año a pesar del aumento de la disponibilidad del blister en la última parte del año. La producción de la planta SX/EW disminuyó a 92.9 millones de libras de cobre, una disminución del 11.8% del año anterior debido a las menores leyes de PLS. La fundición de Ilo de SPCC provee de cobre blister a la refinería. El cobre blister producido por la fundición supera la capacidad de la refinería, por lo que el exceso se vende a otras refinerías en todo el mundo. Veamos las operaciones para la fundición:
DESCARGA DE CONCENTRADO Y FORMACION DE CAMAS
Al llegar a la fundición, el concentrado es descargado y organizado en "camas" que servirán para alimentar a la Fundición
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FUNDICION Y CONVERTIDORES El concentrado procedente de las minas es llevado a la Fundición donde será sometido a temperaturas mayores a los 1,100 grados centígrados. En esta etapa, el concentrado se ha convertido en cobre líquido. La mata de cobre o cobre líquido
que
aproximadamente cobre,
se
envía
contiene 65%
de
a
los
convertidores en donde se transforma en cobre ampolloso con contenido de cobre de 98% a 99% o cobre anódico con 99.7% de cobre.
La etapa final del proceso de fusión del cobre es el moldeo. El cobre líquido es vertido en moldes, donde una vez condensado se obtienen las barras de ánodos de cobre. Los ánodos pesan 435 kg. y tienen una pureza de 99.7% de cobre. TRANSPORTE A REFINERIA A continuación, los ánodos pasan por un control de calidad. Los que reúnen los estándares de la empresa son agrupados en paquetes de 10 unidades y trasladados por ferrocarril o por camiones hacia la refinería. Cabe señalar que en el mundo también existe demanda de ánodos, por lo que aquellos que no son enviados a la refinería son transportados hacia los puertos para ser comercializados. REFINACIÓN DEL COBRE
La Refinación (como en aplicaciones no-metalúrgicas) es una etapa que consiste básicamente en la purificación de un material impuro, en este caso, un metal. Se distingue de los otros procesos, como por ejemplo la fundición y calcinación, en que esos dos implican un cambio químico de 4 LINA ARI
la materia prima, mientras que en la refinación, el material resultante es químicamente idéntico al original, sólo que más puro. Los procesos utilizados durante la refinación son de muchos tipos, incluyendo técnicas pirometalúrgicas e hidrometalúrgicas.
REFINERIA DE ILO:
Está situada unos ocho kilómetros al norte de la ciudad homónima. Es la principal refinería de cobre del país y la décimocuarta más grande del mundo. Allí, se refina, mediante un proceso de tipo electrolítico, el cobre que llega por ferrocarril desde la fundición, en forma de ánodos o blisters (todavía con cierto contenido de oro y plata), convirtiéndolo en cátodos de Grado A de 99.998% de pureza. Los cátodos son planchas de un metro por lado, de entre 132 y 185 kilos de peso y entre 3 y 3.5 cms. de espesor. La refinería también cuenta con una planta de metales preciosos, a la cual se envían los lodos anódicos recuperados del proceso de refinación, para producir plata refinada, oro y selenio de grado comercial. Esta moderna infraestructura, que produjo 248 mil toneladas de cátodos en el año 2008 y 244 mil en el 2009, pertenece a la empresa Southern Copper Corporation, de capitales mexicanos.
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Refinería de Ilo
Se produce 150000 TM/año de cátodo de 3500000 TM/año. El ánodo pesa 445kg y la lamina de inicio pesa 7kg con 7mm de espesor con un área de 1m2. Las impurezas son Au, Ag, Pt, Se, así que son impurezas buenas, las impurezas buenas se van al fondo de las celdas como barro anódico. Para posteriormente fundirlo y sacar la barra dore, y vapor de selenio a 98% Hay 1024 celdas. En cada celda hay 52 ánodos y 53 cátodos. La distancia que hay entre ánodo y cátodo es de 100 mm. Cada celda tiene una intensidad de corriente de 29400A y una fuerza electromotriz de 320 voltios. El electrolito tiene una concentración de 52 gr/lt a 175 gr/ lt Cada celda tiene una temperatura de 63°c y el electrolito va a una velocidad de 25 lt/minuto. Si la temperatura del electrolito se acelera la cinética de la reacción acelera y se obtiene más concentrado de CuSo4, y por el contrario si disminuye la temperatura del electrolito. No se da el tiempo necesario para que el Cu iónico pueda adherirse a la plancha de inicio. Si fuera 50gr/lt de Cu no se tiene suficiente acido para que se forme el CuSo4.
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FUNDICIÓN DE ILO
De propiedad de Southern Copper Corporation, se ubica unos 17 kilómetros al norte de la ciudad de Ilo. Allí se funde los concentrados de cobre, que llegan por tren desde Toquepala y Cuajone. Tiene capacidad para procesar 1.2 millones de toneladas al año. Dado que su producción excede la de la refinería, parte de ella es exportada. Los concentrados son fundidos mediante un horno ISASMELT, convertidores y hornos anódicos, obteniéndose ánodos con un contenido de 99.7% de cobre. Cuenta con una planta de bombeo de agua de mar, usada para el enfriamiento de los hornos.
En octubre del año 2007 fue modernizada, con una inversión de US$ 520 millones. Gracias a ello, quedó en capacidad de aumentar su producción a 300 mil toneladas de cobre y un millón 144 mil toneladas de ácido sulfúrico (con una concentración de 98.5%). Este es obtenido mediante dos plantas de ácido sulfúrico, que procesan los gases de la fundición, capturando más del 92% del azufre y reduciendo así notablemente las emisiones contaminantes. Desde mayo del 2010 los embarques del ácido se efectúan por un muelle exclusivo situado junto a la fundición. De esa manera se evita que éste pase por la ciudad de Ilo, desde cuyo puerto se despachaba anteriormente. De 500 metros de largo, su construcción le demandó a la empresa una inversión de US$ 25.3 millones. Southern Peru Copper Corporation (SPCC) puso en servicio su fundición de cobre modernizada en Ilo, Perú en febrero del 2007. SPCC había anunciado en enero del 2004 que el proyecto de modernización de la fundición se llevaría a cabo con Xstrata Technology proporcionando la tecnología ISASMELT™ y Fluor proveyendo los servicios EPCM del proyecto. Luego de tres años de diseño y construcción, el proyecto culminó con la apertura oficial de la planta a comienzos del 2007. Xstrata Technology diseñó la nueva fundición para garantizar que satisfaga las nuevas normas medioambientales peruanas que entraron en vigencia en febrero del 2007. Al seleccionar sus asociados tecnológicos, SPCC consideró diversas tecnologías de fundición de cobre durante varios años. Una combinación de factores los convencieron de que ISASMELT™ era la tecnología adecuada. El hecho de que el proceso se puede instalar por un costo de capital relativamente bajo se señaló como una ventaja clave. Su facilidad de operación y flexibilidad según se había demostrado en las plantas 8 LINA ARI
en funcionamiento en Australia, EE.UU., India y China, fueron un elemento adicional en la decisión. Finalmente, el paquete tecnológico que ofreció Xstrata Technology, incluida la capacitación en la planta ISASMELT™ de Mount Isa, Australia y el acceso a la experiencia operacional de más de 10 años de operación a una escala similar a la planta de Ilo fue un factor determinante. El horno ISASMELT™ reemplazó a dos hornos de reverbero y a un convertidor Teniente para el tratamiento de 1.200.000tpa de concentrados. La fundición de Ilo utiliza dos hornos de retención giratorios para separar la mata de la escoria del horno ISASMELT™. Se utiliza una caldera de calor residual y un filtro electroestático para enfriar y limpiar los gases antes de enviarlos a una planta de ácido sulfúrico. La planta utiliza convertidores Peirce-Smith para transformar la mata en cobre blister.
PROCESO: 1. Fusión de 3429 t/dia de concentrado, a una disponibilidad de 86.5%. 2. Se separa la mata de la escoria producido en el horno ISA en los hornos de separación (2 unidades), produce mata 62% Cu y escoria 0.9% Cu. 3. Se convierte la mata del horno ISA en cobre ampolloso a 99.3% en convertidosres peirce Smith (4 unidades). 4. Se limpia la escoria de los convertidores y se saca la escoria a los depósitos (0.9% Cu) en los hornos de limpieza de escoria (2 unidades). 9 LINA ARI
5. Se convierte en la planta de ánodos de Cu ampolloso a Cu anodico a 99.7% (314173 t/año), 2 hornos de afino y un sistema de modelo TWIN M18. 6. La planta numero 1 de acido sulfúrico entra en operación en 1995 y se expande en 1998 (940 t/dia), y la planta numero 2 entra en operación en febrero del 2007 (2402 t/dia), las 2 plantas tratas los gases de ISA y de los convertidores y su capacidad es de 3342 t/dia de acido producido. A 98.5% de pureza 7. El oxigeno utilizado en el horno ISA, RHF´s y convertidores peirce Smith son producidos en las 2 plantas de oxigeno, planta numero 1 (272 t/dia a 95% de o2), planta numero 2 (1045 t/dia a 95% de o2). 8. Abastecimiento de agua de 11000m3/hr, se usa principalmente en intercambiadores de calor, en el horno ISA, plantas de ánodos y planta de acidos. 9. El agua que usa la fundición de ilo es agua de mar desalinizada y potabilizada en las 2 plantas desalinizadoras de agua que producen 55 m3/hr cada planta en total 110 m3/hr que sirve para la reposición de los sistemas de enfriamiento del horno ISA y CPS.
CONCLUSIONES:
El proceso de fundición se estudió que nos da productos como la mata y la escoria.
La alimentación a la fundición viene a ser el concentrado.
BIBLIOGRAFÍA: https:southernperu.com http://www.isasmelt.com/ES/Installations/Paginas/SouthernPeruCopperC orporationCopperSmelter.aspx http://infraestructuraperuana.blogspot.pe/2009/06/fundicion-de-cobre-deilo.html
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