7/27/2019 Jeronimo Rodriguez Proceso para la obtencin de plomo a partir de galena

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Jernimo Rodrguez Becerra

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El principal mineral que constituye la menams importante del plomo es la galena, cuyocomponente mayoritario es el sulfuro de plomo(II).

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Como primer paso se realiza la extraccin, paralo cual se llevan a cabo explosiones en la mina.Una vez extrado, el mineral se carga a

camiones que lo llevan a trituracin.

La separacin de los minerales valiosos de laganga se realiza por pulverizacin o molido, locual implica trituracin y si es necesario,molienda.

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Sulfuro de Plomo 60.5%Sulfuro de Hierro 14.3%Sulfuro de Cobre 13%

Sulfuro de Zinc 6%Sulfuro de Plata 3%Sulfuro de Antimonio 1.5%

Oro 1%Sulfuro de Arsnico 0.7%

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La mena extrada se reduce a

unos 10-20 cm en la trituracinprimaria.En la trituracin secundaria se

reduce a unos 0.5-2 cm.Para separar la mena de tamaoadecuado se utilizan cribasvibratorias, que son colocadas

delante de las trituradorassecundarias para remover elmaterial fino.

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Se reduce el tamao de las partculas porcombinacin de mecanismos de quebrado deimpacto y abrasin. Se realiza en cilindros

rotatorios de acero que contienen una carga sueltade cuerpos de trituracin, libre para moverse en elmolino y pulverizar las partculas de mena. Elmedio de molienda pueden ser bolas o barras deacero.Las partculas se reducen a tamaos de 0.931.4cm.

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La mena se somete a un proceso de concentracinpara ser separada en dos o ms productos.

FLOTACIN

Para este proceso se agregan diferentes sustancias:- Agua- Xantato amlico de potasio 50-1000 g/ton (colector

del sulfuro de plomo)

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- Para obtener un pH de 8 se agrega carbonato decalcio (10 a 100 g/ton)

- Aceite de pino como espumante (10 a 300 g/ton)- Cianuro de sodio y bisulfito de sodio comodepresores de los sulfuros de zinc, fierro, cobre y deotras impurezas (20-180g/ton)

El colector impregna las partculas de sulfuro deplomo para que se separen del agua (hidrofbicas),las cuales se pegan a las burbujas creadas por elespumante. Los depresores evitan la recoleccin de losotros minerales (ganga). El mineral flota y puede serseparado de la ganga.

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A continuacin se describen los diferentesprocesos a los que se someten el plomo y susimpurezas despus de haber sido separados

por flotacin.

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El mineral de Pb obtenido por flotacincontiene una gran cantidad de agua. Para elsecado, el mineral se enva a unos filtros que

llegan a reducir su humedad en hasta un 65%.El mineral puede perder ms humedad en unhorno secador, aproximadamente otro 15%,para posteriormente seguir con el proceso.

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El mineral de plomo (galena) concentrado seintroduce en una mquina de sinterizacin.El mineral desmenuzado se coloca en el lechodel horno. Se insufla aire a temperaturas

elevadas (unos 900C). Entonces parte del PbSse transforma en PbO y parte se oxida a PbSO4.

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Se corta la entrada de aire y se eleva la

temperatura (puede llegar hasta a 1100C).Entonces reaccionan tanto el PbO como el PbSO4con el PbS que est en exceso. Se obtiene plomolquido.

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El plomo lquido obtenido an contieneimpurezas de azufre, arsnico, antimonio, silicio,hierro y cobre.Se insufla aire caliente en el plomo lquido a unatemperatura mayor a 1200 C.

El arsnico y antimonio dan los xidos As2O3 ySb2O3. El hierro y el cobre dan lugar a xidosCuO y Fe2O3. Estos xidos flotan en el lquidometlico.

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Esta capa conocida como speiss se retira de lacuba de sinterizacin.Dichos residuos metlicos destinados para

recuperacin externa pueden almacenarse enbidones u otra forma adecuada segn elmaterial.

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Se lleva a cabo en un horno con capacidadaproximada de 300 toneladas de plomo, el cual semantiene doce horas a 860 C, mientras se pasa aire

o a travs del bao para oxidar el zinc. Gran partedel zinc, junto una cantidad de plomo, formanxidos, ascienden a la superficie en forma deespuma (cuyo peso es el 5% aproximadamente del

mineral cargado), que, posteriormente se separa.

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La plata y oro pueden ser retirados delmineral por el proceso Parkes. El zinc que anqueda como impureza se mezcla en el plomo

fundido, donde reacciona rpidamente con laplata (u oro) y forma un compuesto que flotaen la parte superior del tanque deprocesamiento. Esto se desnata, y la mezcla se

coloca en un horno de vaco a bajatemperatura, donde se elimina el zinc.

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El residuo restante de plomo, oro y plata se

calienta a una temperatura de alrededor de 850Cen un ambiente rico en oxgeno. Esto "quema" elplomo, dejando slo la plata y el oro.

Despus de varias horas, queda una aleacin quecontiene 99.5% de oro y plata, la cual se extrae, semoldea en barras y se separan con cido ntrico ocloro por mtodos electrolticos.

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El afinado contina con la adicin de calcio,

magnesio, sosa custica y/o nitratos. Estassustancias se combinan con las impurezasrestantes y forman un compuesto insoluble quese extrae de la caldera por despumacin.

El plomo afinado tendr una pureza del 99,90 al99,99 % y puede mezclarse con otros metales

para formar aleaciones, o colarse directamenteen moldes.

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Los sistemas de tratamiento de aguasresiduales pueden maximizar la eliminacin demetales mediante sedimentacin y filtracin.

Los reactivos empleados para la precipitacinpueden ser hidrxidos o sulfuros, segn losresiduos presentes en el agua. Tambin sepuede reutilizar el agua tratada.

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En la precipitacin de los metales pesados seagregan agentes complejantes de dichos metales

(cianuros, amonio). Los metales precipitan enforma de hidrxido y se retiran del agua.

El agua que contiene aceite de pino, xantato,cianuro, etc., obtenida durante la flotacin, se

puede reutilizar para el mismo fin.

- Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996.

Establece los lmites mximos permitidos decontaminantes en las descargas de aguasresiduales en aguas y bienes nacionales.

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Los lodos contienen impurezas que no sedisuelven significativamente, y una mnimacantidad de plomo que no se extrajo durante elproceso. Este residuo es qumicamente establey no txico.

Por lo general se les da un uso posterior comocolorantes en ladrillos, aditivo de cemento,construccin de carreteras, etc.

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Antes de darles otro uso, primero debentratarse:

- Deshidratacin y secado: para una mejoreliminacin de agua de los fangos.

- Evacuacin: depsito y destino final de loslodos. Puede realizarse en vertederos deseguridad o de residuos slidos urbanos segnsus caractersticas. Pueden incinerarse. Como

ya se mencion, se les puede dar otro uso.

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Se lleva a un proceso de fundicin en un hornode reverbero en presencia de coquemetalrgico. En estos hornos pueden alcanzaruna temperatura superior a 1450C.El coque reacciona con O y forma CO2, el cualreacciona con ms coque para producir CO:

C + O2 = CO2

C + CO2 = 2CO

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Los xidos reaccionan con el CO:

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

CuO + CO = Cu + CO2

Sb2O3 + 3CO = 2Sb + 3CO2

As2O3 + 3CO = 2As + 3CO2

ZnO + CO = Zn + CO2

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Para que el CO2 puede desecharse a laatmsfera debe tener una concentracin dentro

del lmite permisible.

CO2 10 ppm o 10 mg/m3

Los sistemas de recogida de gases debenmantener una presin reducida para evitarfugas.

El CO2 producido se emite a la atmsfera alestar dentro de la concentracin permitida.

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El Sb y As estn en una proporcin mnima yvolatilizan. Generalmente las concentracionesde estos metales son reducidas y de cumplir

con las normas, pueden ser liberados alambiente.Las concentraciones permitidas son de 100-300

ng/m3

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NOM-024-SSA1-1993. Establece el valorpermisible para la emisin de metales pesadosy su concentracin total en el aire ambiente.

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La mata proveniente de la fundicin contienehierro y cobre como sus componentesprincipales. Adems contiene cantidades

menores de Zn.

Refinacin electroltica

Se lleva a cabo en estanques que contienen una

solucin de sulfato de cobre y cido sulfrico.Se colocan alternadamente los nodos de cobrey lminas de cobre puro, stas son las lminasinciales o ctodos inciales.

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Al aplicarse corriente elctrica continua de 12 V,los nodos se disuelven y pasan a la solucin yde all los ctodos inciales toman iones de

cobre engrosndose. As, en un perodoaproximado de 14 das se forman ctodos decobre con pureza de 99,99%.El cobre obtenido puede moldearse en lingotes

y ser comercializado.

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Por ltimo, la mezcla restante de Zn y Fe secoloca en un horno de vaco a bajatemperatura, donde se elimina el zinc. Despus

de separarse, el Zn y Fe se moldean en lingotespara ser comercializados.

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El SO2 obtenido durante el proceso desinterizacin se hace reaccionar oxgeno paradar lugar a SO3, y luego se agrega agua para

formar H2SO4, el cual puede ser empleado paraotras aplicaciones industriales:

2SO2 + O2 = 2SO3SO3 + H2O = H2SO4