Instalación para fusión nuclear

lunes, 18 de enero de 2010

El Cobre

Metal escaso en la corteza terrestre. Los yacimientos chilenos poseen una ley promedio de 1% de cobre. Es un excelente conductor de electricidad y de calor, resistente a la corrosión y no reacciona facilmente con ácidos, sin embargo puede formar una patina verde en presencia de lluvia ácida:
3 Cu(s) + 2 H2O (l) + SO2 (g) + 2 (O2) (g) ---------> 2 Cu(OH)2 . CuSO4 (s)

En Chile el Cobre se extrae desde minerales oxidados y sulfurados.

Procesos en la elaboración:

1. Extracción subterranea o a rajo abierto.

2. Molienda en molinos de trituración. La molienda se hace en seco y se obtienen rocas de unos 10 mm. En la molienda humeda, se agrega agua al mineral y se vuelve a triturar en molinos rotatorios de bolas de acero, en donde se logra un tamaño de 0,2 mm.

3. Concentración: consiste en separar el mineral de la ganga por hidrometalurgia y flotación.

Flotación: proceso fisico-quimico que permite separar minerales sulfurados. Consiste en mezclar la pulpa del mineral con agua, aceites minerales, espumantes, colectores y depresantes. Luego se insufla aire a la mezcla produciendo una espuma donde se adhiere el mineral sulfurado que flota en la superficie de las celdas. Por rebalse se separa el mineral sulfurado (la ley incrementa de 1% a 30%).

Refinado a fuego: El mineral se somete a tostación en hornos de reverbero (horno refractario) en presencia de aire o oxígeno inyectado. En este proceso el sulfuro de hierro (II) se oxida y el sulfuro cuproso permanece como tal. La pureza aumenta hasta un 95% (Cobre Blister).

4 FeS + 7 O2 --------> 4 SO2 + 2 Fe2O3
Cu2S + 2O2 --------> 2 CuO + SO2
2CuO + Cu2S -------> 4 Cu + SO2

El Cobre blister puede ser tratado por procesos de oxidación de las impurezas hasta obtener cobre RAF (refinado a fuego), el cual alcanza una pureza de 99%.

Lixiviación: Es un proceso en el cual se disuelve selectivamente el compuesto de cobre del resto del mineral. Este proceso se utiliza en la concentración de minerales oxidados (proceso hidrometalurgico). En este caso, el mineral de cobre oxidado se coloca en una plataforma plástica en forma de pilas sobre las cuales se riega con una solución acuosa de ácido sulfurico. Mientras el ácido escurre se forma el sulfato de cobre. La solución de sulfato de cobre escurre a piscinas de concentración de sal y el cobre metal se extrae mediante electrólisis.

4. Obtención de Cobre metalico: se ocupan dos técnicas:

Cementación: Se pone en contacto directo la solución de sulfato de cobre con materiales oxidados, con chatarra de fierro. Mediante un proceso de oxido-reducción, el Cu+2 es reducido a cobre metalico y el hierro metalico oxidado a Fe+2. El polvo obtenido se llama cemento de cobre.

Refinación electrolítica: Esta tecnica de refinación utiliza la electrolisis de una solución concentrada de sulfato de cobre, acidulada con H2SO4 proveniente de la lixiviación de minerales oxidado. La solución se dispone en celdas electroliticas, donde los electrodos estan formados por un cátodo de cobre puro y un ánodo de cobre impuro de cobre blister, de una pureza de 99,5% .

En la celda electrolitica, los catodos y ánodos van en forma alternada. Cada celda contiene 60 catodos. El cobre del ánodo se oxida a Cu+2 el cual ingresa hidratado a la solución. El ion Cu+2 migra hacia el catodo, donde se reduce y se deposita como Cu°. Finalmente a los 7 días se logra un catodo de 70 kg con un cobre de pureza 99,99%. Las impurezas son basicamente azufre.

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