[Resumen] A una anterior "NOTA SOBRE EL METODO DE VOLATILIZACION"  sigue esta propuesta de "ENSAYO PREVIO", una vez aprobada por el Comité del P.N.A.M.P.M. Se ha efectuado una visita rápida a la Planta de Baja Ley en VINTO-ORURO (BOLIVIA), donde se han recogido datos que se reflejan en la primera parte; en la segunda, se describen la propuesta de ensayo aprobada, y la planta que se va a acondicionar para su realización en la factoría de MNSA en Carril (Pontevedra)[Abstract] After being approved by the P.N.A.M.P.M. this ccPREVIOUS TEST" deepens on the subject dealt with on the paper "NOTE ABOUT THE METHOD OF VOLATILIZATION".First, the collected data on a quick visit to the Low Grade Piant in VINTO-ORURO (BOUVIA), have been displayed on a second part, the approved test proposal is discribed as well as the plant which is going to be fixed, for its achievement in the MNSA factory in Carril (Pontevedra)

Bodega Barahona, Fernando

Repositorio da Universidade da Coruña

ENSAYO PREVIO DE VOLATILIZACION DE ESTAÑOFernando Bodega BarahonaDr. Ingeniero de MinasDpto. Yacimientos Minerales - Empresa Nacional ADARO - MadridResumenA una anterior "NOTA SOBRE EL METODO DE VOLATILI-ZACION" sigue esta propuesta de "ENSA YO PREVIO", unavez aprobada por el Comité del P.N.A.M.P.M.Se ha efectuado una visita rápida a la Planta de Baja Ley enVINTO-ORURO (BOLIVIA), donde se han recogido datos quese reflejan en la primera parte; en la segunda, se describen lapropuesta de ensayo aprobada, y la planta que se va a acondicio-nar para su realización en la factoría de MNSA en Carril (Ponte-vedra).AbstractAfter being approved by the P.N.A.M.P.M. this ccPREVIOUSTEST" deepens on the subject dealt with on the paper "NOTEABOUT THE METHOD OF VOLATILIZATION".First, the collected data on a quick visit to the Low Grade Piantin VINTO-ORURO (BOUVIA), have been displayed on asecond part, the approved test proposal is discribed as well asthe plant which is going to be fixed, for its achievement in theMNSA factory in Carril (Pontevedra).1.- INTRODUCCIONAdemás de dos factores importantes en el tema del estaño como son su valor, que originasu no exagerada calificación de metal "semiprecioso" y su~ en España, con un consumode 4 a 5.000 tIaño y producción procedente de minerales menor de 20 por ciento, hay dos ra-zones que aconsejan el estudio de posibilidades de este procedimiento avanzado:Las d.ificultades de conseguir fuera de España tonelajes de minerales de alta ley que repre-senten un porcentaje elevado respecto a nuestras necesidades: los países productores yautilizan factorías pro pias, con las ventajas de valor añadido y creación de puestos de tra-bajo, y venden lingote en· vez de minerales de alta ley como ocurría en años pasados. Tansólo venden minerales cuyas recuperaciones son bajas, al no tener capacidad para poner apunto tecnologías de vanguardia.Es preciso añadir aquí que las partidas importantes de alta ley, que aún participan en elmercado mundial, son manejadas por multinacionales que obtienen beneficios substancio-sos y que, prácticamente, estan presentes en cuantas transacciones se llevan a cabo.V REUNION DE XEOLOGIA E MINERIA DO N.O. PENINSULAR. SADA. 2 y·3 DICIEMBRE 1983.327La existencia en España de numerosas explotaciones -activas o inactivas- que no cuen-tan con elementos de concentración adecuados, y con los que obtienen unas recuperacio-nes bajas que las ponen al borde o por debajo de la línea de rentabilidad. Como hipótesis-por falta de datos- y mientras no se llegue a una estimación estadística que la ajuste, sepuede partir de las cifras qae se exponen en el gráfico, referido a yacimientos primarios.CONTENIDOS SnRECUPERACIONVENTA65-70 0/&o82 loo95 loo100 lo4 loo 2 lo 20 loo o oMINAA partir de la línea decisoria -20 0/0 en los concentrados y 82 0/0 de metal recuperado-con contenido en Sn óptimo para la volatilización, parece que, con los métodos conven-cionales, la recuperación es del orden del 70 0/0; con la volatilización, procedimiento máscaro, sería del 96 0/0, pero cada gramo de estaño fino recuperado tiene un precio de ven-ta de 2,5 pts.El objetivo princi~al perseguido po~ este proyecto es aproximarse al conocimiento de po-sibilidades económicas de reanudación y/o reactivación de explotaciones en minas pequeñas ymedianas, elevando las cifras de leyes recuperadas, utilizando esta tecnología avanzada.Para llegar a este objetivo, se .han propuesto las siguientes fases:Comprobación de la bondad del procedimiento a escala industrial, en la factoría de bajaley de la Empresa Nacional de Fundiciones de Bolivia.Prueba, a escala de planta piloto, sin rentabilidad económica, en la factoría de Carril, pre-vias reparación y puesta a punto.Estudia de capacidad aconsejable para España de una planta a escala industrial. En princi-pio, se parte de la idea de unas posibilidades de producción de 2.500-3.000 t de metalcontenido, con la volatilización más fundición convencional.Previsión de abastecimiento de la planta de volatilización con minerales de baja ley proce-dentes del exterior, que se iría:nrebajando según entraran en el circuito los nacionales.Se ha cumplido la· primera fase y se está realizando la segunda, que son las contenidas eneste proyecto.2.- VISITA A LA PLANTA DE BAJA LEY DE VINTOLos datos que se expresan seguidamente han sido obtenidos en La Paz y en Oruro, en en-trevistas con técnicos que h~ participado en la instalación y puesta a punto y con los que, ac-tualmente, dirigen la marcha de la fundición.La construcción de la planta quedó definida a finales de 1974 y,dos años más tarde, se ini-328'ció la obra civil, para realizar las primeras pruebas de puesta en marcha aprin"cipio de 1979.El proyecto guarda grandes similitudes con el presentado por HUMBOLDT WEDAG aMETALURGICA DEL NOROESTE en 1975 y que no se llevó a cabo.En la Hg. 1 se expresa el flujograma diario de la fundición.Después de los procesos sufridos, concentración y tostación, por menas procedentes deyacimientos primarios, los concentrados de entrada presentan la siguiente composición media.Sn 25 % (10 al 30 %) Bi 0,1 %sb 0,6 % S 10 %As 0,7 % Fe 18,5 %Pb 0,6 % Si 02 25,4 %Cu 0,1 % Cao + A12 0 3 7 %Zn 1,5 % W03 trazas(Datos facilitados por el Ing. René Candia Trigo, de ENAF)Todo el esfuerzo se centra en la alimentación de un horno e~éctricode tres electrodos queva a reducir los óxidos de estaño contenidos en los pellets, generados en procesos de volatiliza-ción.Estos pellets proceden de la planta de La PaIca, cerca de Potosí, con contenidos en Sndelorden del 55 %, pero altos en impurezas; y de los que produce la propia factoría de Oruro.La obtención de los últimos es la que se resume en la parte izquierda de la Hg. 1, antes deentrar en el proceso de reducción convencional.La volatilización se aplica, en 40s unidades diferentes, a minerales de baja ley -horno ci-clón- y a escorias con contenidos ~elativamentealtos (sin apurar), horno fuming.El horno ciclón·recibe una mezcla en la que intervienen los minerales de entrada, carbón,pirita y los aditivos calculados para obtener una escoria fltrlda. Trabaja en marcha continua yproduce:Polvos con contenido 61-65 % Sn que van a peletización.Escorias con contenido del orden del'7 % Sn, que se mantienen calientes para alimentarel horno fuming.Matas, que se recirculan al mismo horn'O, o que se tratan por separado cuando sus conteni-dos en Ag son altos.El horno fuming tiene como fmalidad la recuperación del estaño contenido en las esco-rias, a propósito poco apuradas, que se generan tanto en el hor~o ciclón como en el horno dereducción convencional. Ambos grupos de escorias se mantienen sin enfriar en elementos auxi-liares.También recibe otro tipo de escorias y desechos, procedentes de otros puntos de la facto-ría.Necesita adición de pirita para cumplir esta segunda fase de volatilización.329\,,)...)\,,)...)o FLUJOGRAMA DIARIO DE LA PLANTA DE"ESTAÑO DE BAJA LEY.VINTO-ORURO-(BOLIVIA).- (DATOS DE E. N. A. F.)'REFINOVARIOS11,5 tOTROS METALES ARECUPERAR: Sb + Zn + ....POLVOS"4i"tMETALCONVENCIONAL> 900/0 In< 2 % F.Tm Sn/alloMETALPRODUCCIONES\\+-- \---.\\r-------H-------165~osnr-:~~~:-lAditivos Mezcla LA PALCA----,- --r----' L .J\ ~ 10m~ I I ESCORIAS\ < 2 % H20\ESCORIA fiNAL0,16 % In75tESCORIASPIRITAlmmVOLATILIZACIONMATAS (Ag)(recircular)r-------~ ~-------Jca,b6n 6t Min.allOtL.._~r~.~~~ _ _:C:~::~_Combustible L Mezcla~ 0,5 mmAire 450° C -'1980198119821983PREVo1.9003.400&.1009.00010.000A REFINORecuperacl6n In '> 88 %FIG.lTrabaja en marcha discontinua, generalmente cuatro cargas diarias de 20 t cada una y pro-duce:Polvos procedentes de la volatilización, que, con los generados en el horno ciclón, recibenun tratamiento de peletización -con agua y melaza- y secado para intervenir en la prepa-ración de mezcla de entrada al horno eléctrico. Los contenidos de humedad han de sermenores del 2 010 y los tamaños de unos 10 mm, admitiéndose un 10 010 menores de 3mm.Una escoria agotada, que, según previsiones debía contener menos del 0,3 010 en estaño,y que, en realidad, se mantiene por debajo del 0,15 0 10.El estaño, volátil en forma de sulfuro, se quema para su paso a óxidos en cámaras de ex-pansión.Mediante enfriamiento y paso por fIltros, se separan lps polvos de óxido de estaño de losdemás componentes aún en estado gaseoso.Los polvos se pelletizan y van a formar parte de la mezcla que alimenta el horno de re-ducción.Las producciones van aumentando desde 1.900 t Sn en 1980 hasta las 9.000 t de 1983,esperándose que en 1984, se alcance la capacidad prevista de 10.500 t Sn año.Como en cualquier factoría convencional, después de la reducción, están en marcha losprocesos de afino y recuperación, destacando, como novedad, los hornos de vacio.Aparte de esta planta, y siguiendo su tecnología, se han implantado otras varias en diver-sos puntos de producción, a escala menor, con menos costos de montaje y mantenimiento, yrentables con contenidos en las escorias de 1,6 010 (los análisis realizados en las 26.000 t de es-corias de Ayos dan 2,3 010 Sn contenido).3.- PLANTA DE CARRIL (METALURGICA DEL NOROESTE, S.A.)Fué utilizada para experiencias de volatilización durante los años 1973 y 1974; desde en-tonces no ha tenido mantenimiento y, dada su proximidad al mar, necesita una rep.aración.Desgraciadamente, no existen informes de resultados obtenidos; sólo se cuenta con datosorales en el sentido de que tuvieron éxito, por 10 que se ha considerado conveniente repararlapara ser utilizada de nuevo, si es posible en los primeros meses de 1984.La planta, como se indica en la fig. 2, está compuesta por cinco unidades, cuyas caracte-rísticas y funciones se resumen a continuación.3.1.- HORNO ELECI'RICOUtilizado normalmente en reducción convencional, es un horno de dos electrodos y conuna capacidad de carga de 2,5 t de mezcla.Se va a renovar su solera, da:ándolo de una tapa -carcasa de hierro y ladrillos refracta-rios- provista de una piquera de carga, entrada de electrodos y salida de sublimados.331\j.)\j.)tvCarga y entradade aireTAPADREFRAC-TARIOYHORNOELECTRI-COEscoriasFerrosilicio~CRISOLResistencia1150FIG.2<!>Situado en la cabecera del proceso, va a jugar el papel de ciclón + fuming, puesto que enla mezcla van a intervenir, como portadores de estaño, escorias y minerales de baja ley.Trabajará en marcha discontinua, y la eliminación del hierro se obtendrá mediante el em-pIeo de ferrosilicio.La temperatura alcanzada será del orden de los 1.3000 C.3.2.- CAMARA DE EXPANSIONConstruúla con vigas de hierro y ladrillos refractarios, tiene una capacidad de 3 m3. Enella, a 6500 C de temperatura, se produce la fonnación de los óxidos de estaño, a partir de lossulfuros. El conjunto, aún en fonna de gases, pasa a la unidad de enfriamiento.3.3.- TORRE DE ENFRIAMIENTOFonnada por un conjunto de 12 tubos de 318:310 mm C/) y 8 m de altura, unidos en losextremos por tambores de distribución de flujo.En la parte inferior tiene una piquera para descargar polvos. La unión con el filtro, va pro-vista de un sistema de alarma, para entrada de aire frío, con el fm de que los gases mantengantemperaturas inferiores a las máximas aconsejadas para la correcta utilización de las mangas delfiltro.3.4.- FILTRO DE GASESTipo BETH 90 SKS/5/3,0. Con una superficie filtrante de 158/126 m2, consta de 5 cel-das, cada una de ellas capaz para 15 mangas de 2.750 mm de longitud y 200 mm C/).Los polvos -óxidos de estaño con posibles impurezas- se adhieren a las mangas, y, al sersacudidas éstas,. caen al fondo del filtro, donde son recuperadas por un sinfín y -una tolva de do-ble salida.La unión con la chimenea va provista de resistencias eléctricas, que actúan sobre los gasesde salida, cuando la bajada de su temperatura puede producir condensación de ácidos, capacesde dañar el sistema.3.5.- CHIMENEACon 15 m de altura, tiene adosado, en su base, un aspirador BETH R3/500R con capaci-dad de 100 m3/min., potencia de 8,25 HP a 2.900 r.p.m. y posibilidades de trabajo a 1200 C.4.- MARCHA DEL PROCESOSe trata de volatilizar el estaño en forma de sulfuro, para quemarlo posteriormente, y, unavez enfriado, recogerlo en los filtros en forma de óxidos.333Los compuestos gaseosos van a la chimenea, y los demás elementos se eliminan en cadasangría: escorias y ferrosilicio .La cantidad de pirita -10 más pura posible- a emplear, ha de ser capaz de producir la vo-latilización de todo el estaño que entre para obtener un buen rendimiento, pero no la forma-ción de matas, que arrastrarían estaño.Es preciso advertir dos factores importantes al enjuiciar las pruebas:Proceso no rentable, porque la marcha discontinua provoca:Excesivo gasto de energía.Gasto de ferrosil icio para eliminar el hierro y evitar "cabezas duras" .Balance de recuperación indirecto, porque al procesarse tonelajes bajos, cabe la posibili-dad de que parte de los óxidos se adhieran a las superficies de las unidades y de las conexiones.Por ello, para considerar un balance, será necesario establecer pesos y leyes en escorias yen ferrosilicio bajo en Sn.Teóricamente, a las temperaturas de salida, no habrá pérdidas en la chimenea; de todasformas, y para ejercer la vigilancia sobre sus efectos en el medio ambiente, los gases serán con-trolados por personal especializado en la EMPRESA NACIONAL ADARO.El proceso se resume en la fig. 3.4.1.- MINERAL DE ENTRADAEn principio, teniendo en cuenta que, según los datos orales, los mejores resultados se ob-tenían con contenidos de entrada del 20 % Sn, se van a tratar partidas de 5 t de mineral, com-puestas de 4 t de preconcentrados con 24,93 % Sn y 1 t de escorias de Ayos con 2,3 % Sn.Así se llega a una mezcla de 5 t de mineral, con 20,41 % Sn y 1.020,5 kg de metal contenido.4.2.- ESCORIA TEORICAPara una fluidez favorable, la mezcla se va a calcular en base a la obtención de una escoriacon 36 % Si 02 Y 23 % Ca o.4.3.- MEZCLA PARA PROCESARNo se tienen aún análisis completos de la carga, pero se va a cálcular teóricamente según lacomposición de la escoria prevista, y teniendo en cuenta los puntos principales siguientes:Para volatilizar 1 kg de Sn se necesitan 0,1515 kg Py.Cada kg de Py introduce 0,47 kg Fe.Partiendo, para eliminación del Fe, de ferrosilicio con 75 % de Si, que pasará a otro con25 % Si: cada kg de Fe necesita 0,5 kg de ferrosilicio con 75 % Si.Para un reductor con 800 C, se necesitan 0,27 kg de reductor por kg Sn y 0,29 kg de re-ductor por cada kg Fe.334- MODELO DE CALCULO TEORICO PARA PRUEBA(CASO DE 1/5 DE ESCORIA EN LA MEZCLA)1.- MATERIAL DE PARTIDA(4 t) (1 t) (5 t)ContenidosPreconcentrado Escorias MezclaSn 24,93 °/0 2,3 °/0 20,41 °/0 1.020,5 kg SnSi 02 5,21 °/0 27,33 °/0 2,87 °/0 143,8 kg Si 02Fe 1,14 °/0 9,82 °/0 9,72 °/0 486,1 kg Fe2.- TIPO DE ESCORIA PREVISTASi 02 36 °/0CaO 23°/03.- APROXIMACION DE BALANCEENTRADAMEZCLA5.000 kg: Mineral + escorias526 kg: Pirita195 kg: Fe Si (75 °10 Si)972 kg: Carbón (80 °/0 C)2.175 kg: Si 023.035 kg: C03 Ca11.903 kgSOLIDOS*1.700 kg: Polvos de Sn7 .400 kg: Escorias~kg: Fe Si (25 °/0 Si)9.687 kg1.020 kg: Estaño~kg: Impurezas*1.700kg (60 010 Sn)SALIDAGASES286 kg: 02267 kg:. S 02 (de pirita)1.269 kg: CO2 (de caliza).221..kg: CO2 (de carbón)2.619 kgFIG.3335Teniendo en cuenta el Si 02 contenido en el mineral de entrada, el contenido de restosóxidos (análisis no completo) y la escoria a obtener, se calculan las cantidades de funden-tes.Los cálculos se han resumido en el cuarto inferior lzquierdo del cuadro de la Hg. 3, resul-tando una mezcla con un peso total de 11.903 kg.4.4.- SALIDASe ha calculado la obtención de varios productos, como se expresa en el cuarto inferior iz-quierdo de la Hg. 3.4.4.1.- Productos para análisis~ Polvos .- Escorias .- Ferrosilicio (25 % Si).4.4.2.- Gases1.020 kg Sn7.400 kg587 kg9.007 kg°2 .S02 .CO2 .CO2 .286 kg267 kg1.269 kg (de fundentes)797 kg (de reductor)2.619 kgComo puede observarse, no se cierra un balance teórico, aunque la diferencia es del ordende 300 kg.Sin embargo, hay que tener en cuenta que, con los datos de partida y la hipótesis formula-da no es posible calcular pesos importantes, como son la ley de Sn en los polvos obtenidos o elvapor de agua que se elimina por la chimenea.El caso de carga considerado supone un porcentaje elevado de escoria, que reduce la leyde estaño en la mezcla; evidentemente, el caso más favorable es tratar sólo mineral. En las prue-bas se variarán los porcentajes.336

Ensayo previo de volatilización del estaño

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