Research on the reduction of cooper slag using an alternative coal range

Investigación sobre la reducción de la escoria de cobre utilizando una gama alternativa de carbón

La fundición de cobre blíster en un horno flash da lugar a la generación de escorias con un contenido de Cu superior al 15%. En el proceso de reducción en horno eléctrico, se utiliza coque o coque brisa como material portador de carbono. El trabajo presentado muestra los resultados de estudios sobre la reducción de la escoria con un flotoconcentrado de carbono como sustituto de la brisa de coque. Se analizaron la microestructura, la composición química y la composición de fases de las muestras de escoria. Basándose en los resultados de la composición química de la aleación Cu-Pb-Fe y de la escoria post-reducción, se demostró que el flotoconcentrado de carbono podría considerarse como una alternativa para los reductores utilizados actualmente.

INTRODUCCIÓN 

Las escorias de cobre típicas de la producción pirometalúrgica de cobre contienen aproximadamente un 1 % de Cu. En las últimas décadas se han llevado a cabo numerosas investigaciones con el objetivo de reciclar y reutilizar estas escorias [1-13]. El proceso Outokumpu de una etapa para el cobre ampolloso combina dos operaciones tecnológicas, es decir, la fundición de las matas de cobre y su conversión. Las principales ventajas de este proceso son la posibilidad de aprovechar al máximo los gases de proceso, así como el aporte energético unitario relativamente bajo. Por otro lado, la mayor desventaja de este proceso es la producción de escorias con un alto contenido de cobre (hasta un 15% en masa), cuyo tratamiento en los hornos eléctricos es muy caro. La brisa de coque añadida a la escoria como uno de los componentes de alimentación de los hornos eléctricos, participa en la reducción directa de los óxidos metálicos y, por otra parte, desempeña un papel en la formación de óxido de CO actuando como reductor de gas. Uno de los posibles enfoques de reducción de los costes del proceso es sustituir el coque brisa por un material carbonoso más barato, como los pellets de carbón flotoconcentrado, tal y como se muestra en el trabajo presentado.

MATERIALES

A partir de los trabajos preliminares realizados en el horno de resistencia. Las investigaciones en el horno eléctrico se realizaron utilizando como reductor, pellets con flotoconcentrado. Adicionalmente, las pruebas comparativas se realizaron con la brisa de coque, es decir, material reductor industrial de uso común. El horno flash contenía 11,6 % wt. Cu; 10,63 % wt. Fe y 3,25 % wt. Pb.

APARATO

Los experimentos se realizaron en un horno de arco de un solo electrodo (figura 1).