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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y MANUFACTURERA
. TRATAMIENTO DE RESIDUOS LIXIVIADOS DE ZINC Y
OPTIMIZACION DEL PROCESO DE CEMENTACION DE
INDIO MEDIANTE LA SUSTITUCION PARCIAL DEL
. POLVO DE ZINC POR SCRAP DE ZINC.
INFORME TECNICO
PARA OPTAR EL. TITULO PROFESIONAL DE
INGENIERO QUIMICO
PRESENTADO POR:
MARIO EDGARD PALOMINO CONTRERAS
PROMOCION 89-1
LIMA - 2000 - PERU
INDICE
I. - Introducción ...................................................................... 03
II.- El Organo empresarial..................................................... . 05
A.- Empresa : DOE RUN PERU S.R.L. - La Oroya División . . . 05
Estructura Orgánica
Ubicación
Objetivos empresariales
Misión de la empresa
Política de seguridad de la empresa
Política ambiental de la empresa
B.- Relación profesional - empleador .................................. 29
C.- Trabajo profesional desarrollado ................................... 29
Cargo desempeñado
Funciones asignadas al cargo
D. - Parte Teórica ................................................................ 3 1
D. l.- Descripción del circuito de zinc
D. l. l.- Introducción
D.1.2.- Descripción de los Procesos
Tostación
Lixiviación
Purificación
Electrólisis de la solución de sulfato
de zinc.
D.2.- Descripción de la planta de tratamiento de residuos
lixiviados de zinc ("ZILERET" é indio).
D.3.- Producción de zinc é indio refinados.
E.- Actividad profesional desarrollada de mayor importancia en
la empresa..................................................................... 102
E. l.- Optimización del Proceso de Cementación de Indio
mediante la sustitución parcial del polvo de Zinc
por "SCRAP" de Zinc.
E. l. l.- Planteamiento del problema
E.1.2.- Objetivos
E.1.3.- Descripción de los procesos Hidrometalúrgicos
de la planta 11ZILERET11
•
Lixiviación neutra
Lixiviación ácida
Precipitación de indio
F.- Alcances del uso de "SCRAP" de zinc en los procesos
de cementación de indio................................................... 126
G.- Evaluación económica ...................................................... 131
G.1.- Contribución económica al circuito de zinc
G. 1. 1. - Ahorro en el consumo de polvo de zinc
G.1.2.- Costos de procesamiento
H.- Conclusiones y resultados finales .................................... 136
111.- Resumen ................... : ................................................... 137
IV.- Bibliografía .................................................................... 138
V.- Apéndices ............................................................. ." ........ 140
VI.- Glosario ......................................................................... 154
1.- INTRODUCCION
En el Perú son pocas las hazañas tecnológicas de las cuales los
peruanos podemos sentirnos satisfechos, una de ellas, quizás la
más importante, es el Complejo Metalúrgico de La Oroya
(Metal Oroya) construido por la "CERRO DE PASCO
CORPORATION" en 1 922, modernizado y ampliado en diversas
ocasiones, es el que puede recuperar el mayor número de
productos y sub-productos en el Mundo. Su ubicación a 3 750
m.s.n.m. exige dominar tecnología de punta en la fundición de
concentrados, refinación de metales y recuperación de sub
productos, tanto en la construcción como para su operación.
La posterior transferencia al sector privado ocurrido el 24 de
octubre de 1 997 adquirido por el Consorcio formado por dos
grandes Empresas de los Estados Unidos, "THE RENCO GROUP" y
"THE DOE RUN RESOURCES CORP", mediante un esquema
imaginativo: un pago al contado de US$ 121,5 millones por compra
de acciones, un segundo pago de US$ 126,5 millones como
aumento de capital y finalmente un compromiso de inversión de
US$ 120 millones en 5 años, aseguran la permanencia, estabilidad
y desarrollo del Complejo Metalúrgico más importante en
Latinoamérica, permitiendo el aprovechamiento de minerales
dificiles de tratar. Asimismo, nos permite confiar en que las
operaciones de La Oroya mantendrá al Perú como uno de los
países líderes en la fundición y refinación de metales.
4
El presente trabajo trata sobre las experiencias que se realizan en
la Planta de Tratamiento de Residuos Lixiviados de Zinc y en la
optimización de los Procesos de Cementación de Indio mediante la
sustitución parcial del polvo de Zinc por el "SCRAP" de Zinc, con la
finalidad de reducir el consumo de polvo de Zinc y costos de
procesamiento sin que se altere el producto final, por lo cual se
tendría un ahorro anual que influye directamente en la mejora de
la productividad.
. 5
11.- EL ORGANO EMPRESARIAL
A.- Empresa : DOE RUN PERU S.R.L. - LA OROYA DIVISION.-
Empresa del Sector minero - metalúrgico, que se dedica al
tratamiento de concentrados polimetálicos con altos
contenidos de impurezas y elementos preciosos. El Complejo
Metalúrgico de La Oroya reúne a tres circuitos de producción
integrados de Cobre - Plata; Plomo - Plata y Zinc, con una .
;,
producción simultánea de 11 metales (Cobre, Plomo, Zinc,
Plata, Indio, Cadmio, Oro, Bismuto, Selenio, Telurio y
Antimonio) y 9 sub-productos (ácido sulfúrico, oleum, bisulfito
de sodio, concentrado · Zinc/ Ag, sulfato de cobre
pentahidratado, sulfato de zinc, óxido de zinc, polvo de zinc y
trióxido de arsénico). Como referencia, detallarnos en la tabla
Nº A.1, un estimado de producción de los productos y sub
productos.
La actividad de DOE RUN PERU - LA OROYA DIVISION tiene
una importancia fundamental en la economía del país, pues
fomenta el desarrollo local, regional y nacional. En el año
fiscal 1998, las ventas de la Empresa fueron del orden de los
US$ 455 millones, lo que generó un flujo positivo de divisas
hacia el país de US$ 250 millones; por el desarrollo de ésta
misma actividad la Minería Nacional se vió favorecida por
la. compra de US$ 226 millones en concentrados de Cobre,
Plomo, Plata y Zinc; lo mismo que la industria nacional,
por la compra de insumos y repuestos por un monto de
6
US$ 20 millones; del mismo modo, la Empresa Estatal
ELECTROANDES percibió US$ 22 millones por consumo de
energía eléctrica y el sector transportes US$ 4,5 millones por
concepto de fletes.
El 70% de la actividad económica de La Oroya proviene
principalmente de los ingresos de los 3 900 trabajadores que
laboran en DOE RUN PERU - LA OROYA DIVISION, los que
generan un movimiento comercial de US$ 33 millones en los
1300 establecimientos comerciales, industriales y de servicios
existentes en La Oroya.
Tabla Nº A.1.- Estimado de producción de metales
refinados y sub-productos en el
Complejo Metalúrgico de la Oroya.
(Nov.98-Oct.99), año fiscal 1999.
PRODUCTO Toneladas Métricas por año (t/ a)
METALES
Cobre Refinado 70 000
Plomo Refinado 110 000
Zinc Refinado(1l 73 241
Plata Refinada (2) 1 100
Oro Bullón 2,0
Cadmio 114,0
Indio 4,479
Antimonio 360,0
Bismuto 850,0
Selenio 14,40
Telurio 24,60
7
SUB-PRODUCTOS Toneladas Métricas por año (t/ a)
Sulfato de Zinc( s) 720,0
Sulfato de Zinc(I) 720,0.
Acido sulfúrico 38 400
Oleum 8 100
Concentrado Zn/ Ag 3 000
Polvo de Zinc 2 880
Sulfato de Cobre 3 600
Pentahidratado
(1l : Capacidad instalada a partir del lero. de Mayo de 1 999:
75 000 t/a.
(2l : Primer semestre = 1 000 t/ a.
Segundo semestre = 1 200 t/ a.
8
ESTRUCTURA ORGANICA.-
Organización horizontal y simplificada de DOE RUN PERU
para el Complejo Metalúrgico de La Oroya.
Está conformado por los responsables de las siguientes
áreas:
1.- Superintendencia General Circuito de Cobre.
2.- Superintendencia General Circuito de Plomo.
3.- Superintendencia General Circuito de Zinc.
4.- Superintendencia General de Mantenimiento.
5.- Departamento de Seguridad.
6.- Departamento de Medio Ambiente.
7.- División Proyectos.
8.- Oficina de Recursos Humanos.
9. - Departamento de Logística.
10.-Dirección de Investigación, Desarrollo y Metalurgia.
11.-Dirección de Relaciones Públicas.
12.-Departamento Legal.
13.-Departamento de Protección Interna.
En la figura Nº A. l.- Se muestra el Organigrama de la
Empresa "DOE RUN PERU - LA OROYA DIVISION."
�,EJ�--HUMANOS (9) (8)
¡----------------------· ¡ INVESTIGAC!ON, CIRCUITO Dl!SA!!ROLLO Y bl!
M!!TALURGIA COBRE (10) (l)
PRESIDENCIA Y
GERENCIA GENERAL
1
VICE PRESIDENCIA VICE PRESIDENCIA
Y GERENCIA DE Y GERENCIA DE
OPERACIONES SERVICIOS TECNICOS
GERENCIA SECRETARIA ADJUNTA DE
OPERACIONES
1 1 1 1 r··-------------------. ··r··-----------------------!
·---------------
C!kCUIIO C!kCUIIO MANrl!NIMmmo 0[ DI! DI! Sl::GURIOAD Ml!DIO PROYECTOS
R!!!ACIONES
PLOMO ZINC (4) (5) AMBIENI'!!
(7) PULB!CAS
(2) (3) (6) (11) )
FIGURANº
A.1.- ORGANIGRAMA DOE RUN PERU - LA OROYA DIVISION
PROTECCION INl'RRNA
(13)
10
UBICACIÓN.-
La unidad de operación está ubicada en la ciudad
metalúrgica de La Oroya, Provincia de Yauli, Departamento
de Junín a 3 750 m.s.n.m. y a 175 Km. de la Ciudad de
Lima.
Dirección : Av. Horacio Zevallos # 424 - La Oroya. Teléfono
(51-64)88-3094; Fax (51-64)88-3026.
OBJETIVOS EMPRESARIALES.-
1.- Maximizar la producción.
2.- Usar la máxima capacidad instalada de las Refinerías.
3.- Eliminar los cuellos de botella para equilibrar las
capacidades de Fundición y Refinería.
4:- Reducir costos.
5.- Agilizar las entregas de metales refinados al cliente.
6.- Satisfacer las necesidades de los clientes.
7.- Promover la compra directa de concentrados de las
minas locales.
8.- Buscar nuevos mercados rentables.
9. - Desarrollar el negocio de productos con valor
agregado.
10.- Intensificar la investigación y el desarrollo de nuevas
tecnologías de Sub-productos.
11.- Intensificar programas de capacitación en seguridad,
medio ambiente, operaciones, procesos, costos,
sistemas de información, etc.
11
MISION DE LA EMPRESA.-
La Empresa tiene como misión construir sobre la
posición líder de DOE RUN, una Empresa líder (DOE
RUN PERU) en el Mundo de la Industria Metalúrgica,
procesando concentrados polimetálicos de Plomo y Cobre
con altos contenidos de Plata, así como concentrados de
Zinc; afianzar su posicionamiento en los mercados de la
cuenca del Pacífico y asegurar su vigencia en el Tercer
Milenio.
Nuestra misión será lograda convirtiéndonos en una
Empresa competitiva con productos de alta calidad y bajo
costo que redunden en mejores beneficios a nuestros
clientes, trabajando en un ambiente seguro y saludable y
utilizando la más alta tecnología y las últimas
herramientas de la administración moderna, como la
tecnología de información y uso del conocimiento humano,
comunicación a tiempo real y el concurso de la gran
experiencia de los trabajadores.
Parte integral de esta misión es crear nuevas
oportunidades de trabajo, integrar el negocio metalúrgico
con la minería, desarrollar nuevos productos con valor
agregado ó productos fabricados.
Además, promover la generación de otros servicios y
negocios, impulsar el desarrollo sostenido, para mejorar la
calidad de vida de nuestros empleados, sus familias y la
sociedad en la cual vivimos y preservar el medio ambiente
para las futuras generaciones.
12
POLITICA DE SEGURIDAD DE LA EMPRESA.-
Es deseo de la empresa que todo trabajador tenga, hasta
donde sea posible, un ambiente seguro y saludable en el
cual trabajar. La empresa reconoce que el personal es su
activo más importante y que la seguridad se logra
únicamente a través del esfuerzo sincero y constante por
parte de la administración así como de sus trabajadores.
Considerando que la seguridad, la salud y la oportunidad
económica son de gran importancia para cada trabajador
en nuestro Complejo Metalúrgico, cada nivel de la
administración y supervisión, debe emplear la máxima
iniciativa en planear, organizar, comunicar, capacitar,
coordinar, dirigir y monitorear el comportamiento y
actitudes para lograr que éstas sean positivas tanto por
parte de la administración como también la de los
trabajadores en general, con el fin de asegurar que se
tomen las medidas razonables orientadas a prevenir la
ocurrencia de accidentes.
NUESTRA FILOSOFIA DE SEGURIDAD.-
La seguridad es el alma de nuestra organización.
La seguridad no es sólo un problema gerencial, sino un
compromiso serio y responsable de los inversionistas y
dueños del negocio.
El cambio en la actitud y comportamiento de los
trabajadores es prioridad.
13
El análisis de riesgos es permanente antes de empezar
las tareas.
Siempre ser proactivo y no reactivo.
Mantener comunicación efectiva en todo momento.
Siempre trabajar en equipo.
Anticiparse siempre a posibles ocurrencias que dañen la
integridad fisica de las personas, equipo y procesos.
POLITICA AMBIENTAL DE LA EMPRESA.-
La actividad productiva del Complejo Metalúrgico bajo el
liderazgo de DOE RUN PERU, se desarrollará con estricto
cuidado del medio ambiente, garantizando el desarrollo
sustentable de su emplazamiento y entorno, mejorando el
hábitat y calidad de vida de sus trabajadores, familiares y
población en general; manteniendo el equilibrio que deben
guardar los ecosistemas, en cuanto a efluentes líquidos,
sólidos, gases, ruido, manejo de productos y reactivos
químicos, aguas servidas, basura, flora y fauna y calidad
de aire. Es decir DOE RUN PERU dará alta prioridad a la
ejecución de los proyectos PAMA.
Para lograr éste propósito, se ha delineado la política
ambiental que se resume en los siguientes puntos:
1.-Dar alta prioridad al control del medio ambiente e
higiene industrial en forma similar a la seguridad
industrial, por considerarse que su cuidado es sinónimo
14
de respeto a la vida y contribuye a preservar el medio
ambiente para las futuras generaciones.
2.- Cumplir con las disposiciones legales· vigentes con
relación a un desarrollo sustentable, responsable en
cuanto a la conservación, remediación y protección del
medio ambiente en el contexto de aprovechar las
reservas naturales con beneficios para los trabajadores
y población en general creando oportunidades de
trabajo, mejorando la calidad de vida y contribuyendo al
desarrollo del entorno del emplazamiento del negocio, de
acuerdo a su política de ser siempre un "buen vecino".
3.-Transferir hacia DOE RUN PERU nuevas tecnologías
industriales y administrativas de THE DOE RUN
COMPANY, USA, ya que cuenta con la norma ISO 9002,
la cual también es una empresa moderna y líder en
Seguridad e Higiene Industrial, que cuenta con muchos
récords de seguridad y excelente control del medio
ambiente en USA. Esto permitirá adecuar el control
ambiental en el corto, mediano y largo .plazo, según el
establecimiento de prioridades de dar preferencias al
control de sólidos en primer lugar, luego los líquidos y
finalmente a los gases en forma integral con el cambio
de tecnología y compactación de los procesos
metalúrgicos, hasta límites por debajo de los
permisibles, garantizando por supuesto, al mismo
tiempo, el desarrollo técnico - económico e imagen de la
empresa.
15
4.-Apoyar a la investigación, desarrollo e implementación
de proyectos en base a inversiones, orientadas a
desarrollar nuevas alternativas tecnológicas y procesos
no sólo de los metales principales sino en especial de los
sub-productos, que permitan reducir los niveles de
contaminación actual, costo de producción, operaciones
metalúrgicas y mejorar la calidad de algunos productos
comerciales que se producen al presente.
5.-Llevar a cabo programas intensivos de capacitación en
materia de control del medio ambiente, que permitan
desarrollar una cultura ecológica orientada a corregir
nuestro comportamiento y actitudes en forma rápida y
responsable, utilizando los medios de comunicación de
la empresa y la capacitación permanente a los hombres
y mujeres, dando énfasis a los niños y a las nuevas
generaciones desde sus inicios educativos en la
educación inicial, colegios y centros de estudios en
general, buscando una participación activa del hombre
actual, como responsable del desarrollo sustentable de
la región y del país en el presente y a los niños por ser
los futuros actores del tercer milenio.
PROGRAMA DE ADECUACION Y MANEJO AMBIENTAL
(PAMA).-
En el Perú, desde los inicios de los años 90 el gobierno
empezó a legislar sobre el control ambiental. De acuerdo a
dispositivos legales vigentes la empresa DOE RUN PERU
16
se encuentra en proceso de adecuación ambiental desde
1 997 y debe culminar este proceso el año 2 006. En este
período ejecutará las inversiones necesarias para lograr el
control ambiental exigido por la legislación peruana y
asumido durante el proceso de privatización.
Es obligación de todas las empresas mineras y
metalúrgicas presentar al Ministerio de Energía y Minas el
PAMA, que contiene los impactos ambientales que se están
produciendo y las acciones (proyectos) que se deben
realizar para mitigar y prevenir el deterioro ambiental.
PROYECTOS PAMA DE DOE RUN PERU 1999.-
DOE RUN PERU, asumió su compromiso PAMA con la
transferencia de propiedad desde el 24 de octubre de
1997 al presente.
La inversión original del PAMA de DOE RUN PERU fue
de US$ 107 millones y la inversión actualizada de
acuerdo a los estudios de factibilidad de DOE RUN
PERU y la cual ya ha sido aprobada por el Ministerio de
Energía y Minas en octubre de 1 999 es de US$ 168
millones de inversión.
Los proyectos considerados en este compromiso para el
período 1 997 al 2 006 están orientados al manejo y
tratamiento de residuos sólidos, líquidos y gases, dentro
de un plan de inversiones PAMA que considera:
17
1) El manipuleo y almacenamiento adecuado de los
residuos sólidos, en la primera etapa del
compromiso.
2) El tratamiento de los efluentes líquidos industriales y
domésticos, para la segunda etapa.
3) La compactación de tecnología, en el mediano plazo,
para la concentración de gases de S02.
4) El tratamiento de emisiones gaseosas, en la tercera
etapa de compromisos de inversiones PAMA.
5) La mitigación ambiental, desde el inicio de las
operaciones como DOE RUN PERU.
A continuación se describe los proyectos PAMA de DOE
RUN PERU correspondiente al Tratamiento de Residuos
sólidos, líquidos y gases.
SOLIDOS
Los proyectos para el manejo de residuos sólidos vienen
siendo desarrollados para el tratamiento de los residuos
obtenidos de los procesos pirometalúrgicos de los
circuitos de cobre y plomo, y de la fase hidrometalúrgica
del circuito de zinc.
18
En el proceso pirometalúrgico de los circuitos de cobre y
plomo se tratan concentrados polimetálicos, los cuales
son sometidos a fusión en hornos a altas temperaturas,
con la ayuda de combustible, para separar los metales
valiosos dejando de lado los de sin valor, llamados
escorias de cobre y plomo, y trióxido de arsénico.
En la fase hidrometalúrgica del circuito. de zinc, se
obtiene el zinc refinado como metal valioso y como
residuo las Ferritas de Zinc.
Otros residuos considerados entre los proyectos
ambientales es el correspondiente al manejo y
disposición de los desechos sólidos domésticos
provenientes de las áreas de viviendas administradas
por DOE RUN PERU.
PROYECTO EN PROCESO DE IMPLEMENTACION
• Manejo y Disposición de Escorias de Cobre y Plomo
• Manejo y Disposición del Trióxido de Arsénico.
• Procesamiento de las Ferritas de Zinc.
• Manejo y Disposición de la Basura.
En la Figura Nº A.2.- S� muestra el diagrama de flujo
del manipuleo y almacenamiento adecuado de los
residuos sólidos.
:í�!,
Concentrado .1�
·\¡ !l Y..i' .'i¡ :!· :/�;�,_.;,� �+ 1•' <.:.i;·�i; Escoria
· Ferritas ,· de Zinc
. '
FIG. Nº A.2- MANIPULEO Y ALMACENAMIENTO ADECUADO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS.
20
LIQUIDOS
En los procesos hidrometalúrgico del Complejo
Metalúrgico de la Oroya, los productos derivados de los
concentrados y/ o materiales en proceso son sometidos a
disolución, para recuperar los metales valiosos
separándolos de los sin valor e impurezas.
En estos procesos de disolución, o lixiviación, se utilizan
principalmente el agua y reactivos químicos,
originándose efluentes líquidos de proceso, que son
descargados a los cuerpos de agua y que requieren
tratamiento previo. Adicionalmente, el agua se utiliza
también en todo los sistemas de enfriamiento de las
operaciones metalúrgicas.
De los elementos antes mencionados, el agua se
constituye en un recurso escaso y estratégico, debiendo
en su manejo considerarse los sistemas· de reciclaje y
recirculación, con el propósito de reducir al máximo el
volumen de efluentes líquidos que no son aptos para el
uso industrial inmediato, por lo cual requieren
tratamiento previo antes de ser eliminado.
Por lo tanto, DOE RUN PERU viene ejecutando un
Proyecto Integral de Tratamiento de _Aguas Industriales,
con el propósito de reciclar y/ o generar efluentes que se
encuentren dentro de los límites permisibles señalados
por ley, evitando de esta manera afectar la hidrología del
área de influencia de DOE RUN PERU.
21
Este importante proyecto, al presente, se encuentra en
la primera fase de ejecución, correspondiente a los
sistemas de colección de efluentes. Se estima que la
totalidad del proyecto será concluida para el año 2004,
con una inversión total de US$ 39 millones.
En la Figura Nº A.3 . - Se muestra el diagrama de flujo
del Tratamiento de los efluentes líquidos industriales.
ÚQUIDOS
RECICL\JE
FIG. Nº
A.3.- TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES LIQUIDOS
INDUSTRIALES
23
GASES
En el proceso pirometalúrgico de los circuitos de cobre,
plomo y en la fase pirometalúrgica del circuito de zinc,
se tratan caneen trados con con tenido de azufre, los
cuales generan gases S02, en diferentes
caneen traciones.
Actualmente, en los circuitos de cobre y plomo los gases
de S02, son diluidos, por lo que no son aptos para la
producción de ácido sulfúrico. Por esta razón es
necesario concentrar el S02, para posteriormente
implementar plantas de Ácido Sulfúrico que permitan
procesar estos gases y evitar la emisión de azufre al
medio ambiente como S02.
Por el nivel de concentración de S02, el circuito de zinc
dispone de una Plan ta de Acido Sulfúrico con una
capacidad instalada de 50 000 toneladas/ año.
Se estima que la capacidad total de las plantas de ácido
sulfúrico a implemen.tarse en el futuro será del orden de
500 000 toneladas/año.
PROYECTOS EN DESARROLLO E IMPLEMENTACION:
Los proyectos para el control de emisiones gaseosas
están contemplados en el plan estratégico de la empresa
y consideran los siguientes aspectos tecnológicos:
24
1. Compactación de tecnologías para concentrar los
gases S02.
2. Construcción de la Planta de Ácido· Sulfúrico, de
acuerdo al plan de implementación de proyectos
PAMA aprobado por el Ministerio de Energía y Minas.
3. Plan Actual de Mitigación de Emisiones de S02 por el
Principio de Ajuste de Procesos, que considera las
siguientes acciones:
Se han desarrollado Proyectos de Monitoreo de
Calidad de Aire, mediante la medición de la
concentración de materiales particulados, S02, y
mediciones meteorológicas.
Monitoreo de las Emisiones Gaseosas mediante
una Red de Cámaras de Vídeo a tiempo real.
Por el Principio de Ajuste de Procesos, se
program.an paradas de plan ta en las horas en
que las condiciones meteorológicas son adversas,
para reducir emisiones y concentraciones de
gases y materiales particulados.
Se están desarrollando modelos matemáticos que
correlacionen las condiciones meteorológicas con
las operaciones, lo cual permitirá manejar
25
nuestras operaciones mejorando la calidad del
medio ambiente.
Se ha realizado la inspección de la chimenea
principal y precipitadores electrostático de polvo,
con el propósito de desarrollar proyectos que
permitan incrementar su capacidad de colección
de - material particulado, evitando que éstas se
emitan al medio ambiente.
En la figura Nº A.4.- Se muestra el diagrama de flujo
del Tratamiento de las emisiones gaseosas.
. ·· . ., .
.. Gases
. S02
FIG. Nº
A4.- TRATAMIENTO DE LAS EMISIONES GASEOSAS
27
AVANCE DE LOS PROYECTOS PAMA EN 1999.
DOE RUN PERU, consecuente con la prioridad de los
proyectos, ha contratado a empresas consultoras de
prestigio internacional para garantizar la calidad de
las mismas y a Fluor Daniel para garantizar el
cumplimiento de los cronogramas de ejecución de
los proyectos y el éxito de los mismos.
Se muestra en el cuadro Nº A. 1. el avance de los
proyectos PAMA de DOE RUN PERU.
CUADRO A. l.- AVANCE DE LOS PROYECTOS P.A.M.A.
PROYECTO FASE DEL PROYECTO AVANCE EMPRESA PAIS
Tratamiento de Aguas l. Canales de coronación - Ingenieria de detalle y compra de SVERDRUP EE.UU. Industriales y recolección. equipos. FLUOR DANIEL EE.UU.
DOE RUN PERU Perú l. Sistema de granulación Ingenieria de detalle y proceso de FLUOR DANIEL EE.UU.
y desaguado. adquisición de equipos. DOE RUN PERU Perú
Manipuleo de escorias 2. Sistema de Transportes - Ingenieria de detalle, contrato de POMAGALSKY Francia
ejecución en trámite.
Ferritas de Zinc l. Estudio para - Finalizaron pruebas de laboratorio, MOUNT ISA Australia reprocesamiento: Reportes en evaluación para definir MINES procesos piro e hidro proceso.
metalúrgicos. DYNATEC Canadá Depósitos de trióxido 1. Nuevo depósito - Rediseño nuevo depósito e ingenieria BARR ENG. EE.UU. de arsénico básica; FLUOR DANIEL EE.UU.
- Licitación EIA. DOE RUN PERU Perú 2. Transporte - Ingenieria conceptual FLUOR DANIEL EE.UU.
Aguas servidas y l. Sistema de colectores y - Estudio de prefactibilidad SVERDRUP EE.UU. disposición de basura planta de tratamiento
aJmas servidas.2. Disposición de basura - Diseño conceptual KNIGH EE.UU.
- Licitación EIA PIESOLD Circuito cerrado de 1. Instalación - Se terminó instalación, continúan PROMMSA Perú televisión. pruebas.Equipos de monitoreo 1. Adquisición e Instalación - En tránsito MET ONE EE.UU.
- Obras civiles ejecutadasManipuleo de gases l. Compactación de - Estudio de alternativas FLUOR DANIEL EE.UU
tecnolmrias.
29
B.- RELACION PROFESIONAL - EMPLEADOR.-
En la Empresa DOE RUN PERU - LA OROYA DIVISION
actualmente trabajo en la Planta de Tratamiento de Residuos
Lixiviados de Zinc "ZILERET" e Indio la cual pertenece al
circuito de Zinc, en la condición de Ingeniero contratado
(contrato a plazo fijo). Se muestra constancia de trabajo (ver
apéndice G) como documento probatorio para dicha relación.
C.- TRABAJO PROFESIONAL DESARROLLADO.-
CARGO DESEMPEÑADO.-
Me desempeño generalmente como Jefe de Guardia,
Asistente de Jefe de Planta, así también como Miembro del
Comité de Seguridad de la Planta; los cargos son
desempeñados desde Octubre de 1995 hasta la actualidad.
FUNCIONES ASIGNADAS AL CARGO.-
1. - Responsabilidad de la Supervisión de la Operación de la
Planta "ZILERET" 1 e Indio, desde la recepción de pulpa
(Ferrita de Zinc) hasta obtener productos como
"FUME"2, esponja de Hierro, soluciones de sulfato de
Zinc, "BARREN"3, concentrado de Indio y metal indio
refinado.
1 ver glosario 2 ver glosario 3 ver glosario
30
2.-Responsabilidad de la seguridad de los trabajadores y
control del Medio Ambiente.
3.- Velar que los equipos trabajen en condiciones óptimas.
4.-Es el responsable de preparar al personal nuevo que
ingresa a la planta y hacer cumplir las normas de
seguridad y disciplinaria establecidas.
5.-Es el responsable del cumplimiento del Programa de
Prevención de Accidentes, mediante la detección y
análisis de riesgos, en coordinación con el ingeniero de
Seguridad del circuito del Zinc.
6.-Coordina los trabajos de mantenimiento mecánico y
eléctrico de los equipos defectuosos en coordinación con
la Jefatura de Mantenimiento de Planta y Jefe
Inmediato Superior.
7. -Emite el reporte · de operación de la Guardia con las
novedades y ocurrencias, reportando a su Jefe
Inmediato Superior.
8.-Asiste a las reuniones mensuales del Comité de
Seguridad de la Planta y de la empresa, para evaluar la
performance de seguridad hasta la fecha, informando
las horas - hombre sin accidentes incapacitantes.
31
D.- PARTE TEORICA.-
D.1.- DESCRIPCION DEL CIRCUITO DE ZINC.
D.1.1.- INTRODUCION.-
La Metalurgia Extractiva del Zinc a partir de los
concentrados hasta la obtención del zinc
refinado, son procesados siguiendo la ruta Piro
Hidro-Electrometalurgia que en la mayoría de
los casos cada etapa tiene sus particularidades
dependiendo del tipo de concentrado a tratar.
Los parámetros operativos son seleccionados de
acuerdo a dos criterios principales:
- Contenido de Hierro en los concentrados.
- Contenido de Impurezas.
Estos gobiernan la capacidad de Extracción -
Recuperación y calidad del Zinc refinado.
D.1.2.- DESCRIPCION DE LOS PROCESOS.-
El Proceso Electrolítico se basa, primeramente,
en la Tostación de los concentrados de Zinc,
para ser disueltos en ácido sulfúrico diluido,
obteniéndose la solución de sulfato de Zinc, la
cual, luego de ser purificada es tratada en
las celdas electrolíticas, para obtener los
cátodos de Zinc, las cuales posteriormente son
32
fundidas y moldeadas en lingotes para su
comercialización.
Un diagrama simplificado ilustrará con
mayor claridad el procesamiento desde los
concentrados hasta la obtención del Zinc
refinado de 99,995°/o de pureza, tal como se
muestra en las figuras Nº D.1 y D.2.
CONCENTRADO DE ZINC
SOLUCION AGOTADA (SPENT)
·----------�
TOSTACION
LIXIVIACION
L s
CONCENTRADO Zn-Ag
PULPA DE
LIXIVIACION
TRATAMIENTO DE RESIDUOS
(ZILERET)
--
._ _ _ 7" ___ [ FLOTACION 1---'--- --_____..
l.____ ____ _, RESIDUO A HUANCHAN
SOLUCION IMPURA
,,, POLVO DE ZINC _ PURIFICACION
------,..
_ RESIDUOS DE--------
SOLUCION EMPOBRECIDA DE
(ZnSO4 + H2SO4)
FRIA .. CdyCu
SOLUCION PURIFICADA
,.,
ELECTROLISIS
CATODOS DE Zn
FUSION Y MOLDEO
LINGOTES DE Zn (99,995 % DE PUREZA)
,i,
FIGURA NºD.1.- DIAGRAMA DE FLUJO DE LOS
PROCESOS DEL CIRCUITO DE ZINC
DEPóSlTO FERltlTAS
PlantadeZnS04 +
PLANTA ZILERET
Planta de Indio
PLANTA DE �Rlflü\CIÓN
ZPIÍ .... l------•h Planta Cd
--+.w
FUSIÓN Y MOJ_DEO
Zn Refinado
FIG. Nº
D.2.- CIRCUITO REFINERIA DE ZINC
35
- TOSTACION.-
Consiste en la transformación a óxidos de los
caneen trados de minerales sulfurados de
Zinc: la Blenda y la Marmatita, por
calentamiento en presencia de oxígeno, de
acuerdo a la siguiente reacción:
2 ZnS¡s¡ + 3 02 = 2 ZnO¡s¡ + 2 SO2¡g¡t
La Refinería de Zinc trata anualmente
175 000 t-h de concentrados provenientes de
las concentradoras de PARAGSHA, MAHR
TUNEL, MILPO e ISCAYCRUZ, conforman
una mezcla con los siguientes análisis
promedio ( standards)
Tabla D.1 - Análisis promedio de los
concentrados de Zinc en %
(peso):
Zn s Fe Pb Cu Cd As Sb *Ag H20
53,5 33,1 8,6 1,0 0,40 0,13 0,15 0,04 132 10
* g/t
Esta mezcla de concentrados es procesada en
tres tostadores de cama fluida y uno de
cama turbulenta; la característica de los
reactores de lecho fluidizado o cama fluida es
36
que los concentrados de Zinc, antes de ser
alimentados a los tostadores, son
primeramente perdigonados, donde la
temperatura de operación en el tostador se
mantiene entre 950 y 980ºC, regulando la
alimentación de perdigones y de aire desde
un panel de con trol.
Los reactores de lecho turbulento siguen el
mismo principio de los de lecho fluidizado,
con la diferencia que los concentrados son
alimentados directamente sin perdigonar,
por medio de una faja de alta velocidad y el
aire necesario es insuflado por la parte
inferior a través de los inyectores median te
una compresora; la temperatura de operación
varía entre 930 y 950ºC.
La reacción es exotérmica, la Tostación de
Zinc es autógena, necesitando solamente un
punto de ignición para la autocombustión y
consiguiente transformación a óxidos . El
producto de los tostadores es la calcina,
compuesta principalmente por óxido de Zinc
y un complejo oxidado de Hierro y Zinc
denominado ferrita (ZnOFe203), que además
contiene porcentajes menores de sulfato de
Zinc y Azufre como sulfuro.
37
Tabla D.2.- Análisis promedio de las
calcinas de Zinc en %(peso).
Zn s Fe Pb A/Zn W/Zn
62,1 0,25 9,0 1,3 58,2 2,5
El calor de los gases producidos en los
Tostadores de Lecho Fluidizado se emplea
para producir vapor en calderas de vapor
residual y los gases son enviados a la Planta
de "COTTRELL" Central para recuperar la
calcina fina, mientras que el calor de los
gases del Tostador de Lecho Turbulento es
utilizado para producir vapor en un caldero
de flujo forzado y los gases sulfurosos de
éste tostador son procesados en una plan ta
para producir H2S04 concentrado de 98,5% y
Oleum de 105%, utilizando el proceso de
contacto.
- LIXIVIACION.-
Tiene por objeto principal disolver el óxido
de Zinc y el sulfato de Zinc pre sen te en
la calcina con "SPENT", que es el electrolito
gastado proveniente de las celdas
electrolíticas cuya acidez promedio es 150
g/1. Asimismo tiene lugar la eliminación de
38
impurezas como Hierro, Arsénico, Antimonio,
Cobre, Cadmio, Silicio, Níquel, Germanio, etc.
La mayor parte de las impurezas
mencionadas se eliminan en la etapa de
lixiviación al neutralizar el ácido sulfúrico
con calcina de Zinc, llevando el pH de la
solución a alrededor de 4,6 a 25ºC, luego de
la agitación en el último tanque la solución
alcanza un pH de 5,2; con éste pH el Hierro y
el Aluminio se precipitarán como hidróxidos
junto con la Sílice, el Antimonio y el Arsénico.
Reacciones:
ZnO¡sJ + H2SÜ4(aqJ 7 ZnSÜ4(aqJ + H2Ü(1J (1)
Otros óxidos disueltos en la calcina son:
2FeO¡sJ + 2 H2SÜ4(aqJ 7 2FeSÜ4(aqJ + H20¡1¡ (2)
CUÜ(s) + H2SÜ4(aq) 7 CuSÜ4(aq) +H20¡1¡ (3)
CdO¡sJ + H2SÜ4(aq) 7 CdS04¡aq¡ +H20¡1¡ (4)
PbO¡sJ + H2S04(aqJ 7 PbS04¡aq¡ + H20¡1¡ (5)
El sulfato ferroso presente en la solución, es
soluble en ésta forma, por lo que no podría
ser separado por filtración e impurificaría el
electrolito ocasionando dificultades en la
Electrólisis. Se elimina el Hierro de la
solución, llevando el sulfato ferroso a férrico
( oxidación con dióxido de Manganeso) y
precipitándolo como hidróxido férrico.
39
2 FeSÜ4(aq) + 2H2SÜ4(aq) + Mn02(s) (6)
7 Fe2(S04)3¡aq¡ + MnSÜ4(aq) + 2H20
Luego por efecto de exceso de calcina, el
Hierro precipita como hidróxido férrico.
Fe2(S04)3 + 3Zn0cs) + 3H20¡1¡
7 2Fe(OH)3(sJ + 3ZnSÜ4(aq)
(7)
· Esta reacción es muy importante, porque el
Fe(OHh reacciona con el As y el Sb, formando
sales básicas:
4Fe(OH)3 + H3AsÜ3 7 Fe40s(OH)sAs -1, + SH20 (8)
4Fe(OH)3 + H3Sb03 7 Fe40s(OH)sSb -1, + SH20 (9)
La lixiviación de la calcina de Zinc, con un
contenido promedio de 57 - 62% de T /Zn y
de 54 - 57% de A/Zn, produce un licor de
lixiviación con una concentración de Zn
alrededor de 130 a 150 g/1 y un residuo de
lixiviación que analiza un promedio de 22 a
24% de Zn.
El proceso de Lixiviación no sólo es una
extracción del Zinc con tenido en la
calcina, sino también es una purificación,
en esta etapa se elimina el Hierro,
Arsénico, Antimonio y el Germanio,
compuestos que son muy perjudiciales para
40
el posterior tratamiento del electrolito en la
Electrodeposición.
- PURIFICACION.-
El objeto de la Purificación es reducir las
impurezas como Cu, Cd, Co, Ni, Ge, As, Sb,
Tl, etc. Contenidas en la solución impura,
con la finalidad de obtener en la Electrólisis
un buen rendimiento de la corriente y una
buena calidad de Zinc refinado.
La Purificación se basa en el hecho de que
todo los elementos · a eliminar tienen un
Potencial Electroquímico más elevado que el
Zinc. Esto significa teóricamente, que
mediante la adición de Zinc metálico en polvo
a la solución, las impurezas se cementarían
por Reducción en la Purificación en frío.
Tabla D.3.- Potenciales de Electrodo
Standard (25ºC)
Reacciones de Media Eº (Voltios)
Celda
Zn++ + 2e- = Znº - 0,76
Fe++ + 2e- = Feº - 0,44
Cd++ + 2e- = Cdº - 0,40
Cu++ + 2e- = Cuº + 0,34
41
A continuación se indican algunas de las
reacciones Electroquímicas que se dan en la
Purificación :
Cd ++ + Znº = Zn++ + Cdº
Cu++ + Znº= zn++ + Cuº
Pb++ + Znº = zn++ + Pbº
. 2 Cu++ + Cd++ + 3 Znº = Cu2Cdº + 3 Zn++
2 As+5 + 5 Zn º = 5 Zn ++ + 2 Asº
2 Sb+5 + 5 Znº = s zn++ + 2 Sbº
Los metales más nobles que el Zinc
precipitan y a cambio el Zinc en polvo pasa al
estado iónico, es decir a solución por ser más
reactivo.
Tabla D.4.- Análisis promedio de la
solución impura antes de
purificar en (mg/1):
Zn* Cu Cd Pb As Sb Ge Se Co
133 2,41 2,15 2,0 1,257 1,078 0,202 <0,01 0,625
* �n g/1
Al producto obtenido luego de la Purificación,
se le denomina "CHECK", éste es mezclado
con el electrolito gastado "SPENT" y forma
el electrolito fresco. Esta solución tiene
42
muy bajo contenido de impurezas, siendo su
composición promedio:
Tabla D.5. Análisis promedio de la solución
purificada "CHECK" (mg/1):
Zn* Cu Cd Pb As Sb Ge Se Co
131 0,488 0,338 0,90 0,028 0,017 0,033 < 0,01 0,438
* en g/1
En la figura Nº D.3 Se muestra un esquema
de purificación de la solución impura
(ZnS04).
SOLUCION IMPURA POLVO DE ZINC
FILTRO PRENSA
CHECK
RESIDUO DE PURIFICACION
TANQUE DE PURIFICACION
FIGURA Nº D.3.- ESQUEMA DE PURIFICACION DE LA SOLUCION IMPURA (ZnS04)
44
- ELECTROLISIS DE LA SOLUCION DE
SULFATO DE ZINC.-
Duran te la purificación se ha obtenido el
producto llamado "CHECK" que es la
solución de sulfato de zinc a la cual se le ha
eliminado al máximo las impurezas, tales
como el Cobre, Cadmio, Arsénico, Antimonio,
etc.
Esta solución se encuentra almacenada en
los tanques "CHECK" para su utilización en
las celdas, donde por medio de la energía
eléctrica se produce la Electrólisis lo que
origina la formación del depósito catódico
(Zinc en planchas).
En casas de celdas se utilizan los siguientes
equipos:
1. Pozas de SPENT. - Recepcionan el
electrolito gastado "SPENT" que viene de
las celdas, se tienen 02 pozas de "SPENT"
de forma rectangular construidas de
concreto y forradas interiormente con
ladrillos antiácido, la capacidad de cada
poza es de 87 000 litros, las dos pozas
se encuentran intercomunicadas por
tuberías de PVC.
45
De éstas pozas de "SPENT" bombean
solución las bombas de "SPENT" Retorno
(02) hacia la unidad de Lixiviación con
flujo promedio de 90 000 a 100 000 litros
por hora, también se envía "SPENT" a la
unidad de Cadmio Nº 1 y a la unidad de
Hidrometalurgia de la planta "ZILERET".
2. Bombas de Circulación. - Son 04 bombas
y tienen como finalidad tomar el "SPENT"
de las pozas para enviarlo a las Torres de
Enfriamiento. Las bombas números 1, 2 y
3 envían la solución por líneas de PVC de
12 pulgadas de diámetro hacia las Torres
Enfriadoras números 1, 2, 3, 4 y 5, la
bomba Nº4 envía Spent directamente a la
Torre Enfriadora Nº 6.
Todas las bombas centrífugas de
. circulación son de marca Worthington
pre sen tan válvulas en la entrada y a la
salida de la bomba para graduar el flujo
de "SPENT" que se alimenta al "COOLER"
y la temperatura de la solución del
"COOLER" accionando una válvula
"DURCO" que se encuentran en el techo
de las Torres Enfriadoras, según los
requerimientos de la Electrólisis de Casa
de Celdas.
46
3. Torres Enfriadoras.- Tenemos 06 Torres
Enfriadoras de igual capacidad,
construidas con estructuras de Hierro y
forradas con planchas de Plomo, tienen la
forma de un cubo.
En uno de sus lados y en la parte inferior
se encuentra instalado un ventilador que
es accionado por un motor, el ventilador
toma el aire del exterior y lo introduce en
la Torre Enfriadora.· Las líneas de las
bombas de circulación que suben hasta el
techo de las Torres Enfriadoras penetran a
la Torre por la parte superior y se reparten
en varias líneas que termina en II SPRA YS11
,
los cuales hacen que el II SPENT11 caiga en
forma de lluvia, encontrando en su caída
el aire que sube en contracorriente
produciéndose así el enfriamiento.
La descarga de la solución enfriada se
encuentra en la cara opuesta al ventilador
comunicándose con un canal para las 05
Torres Enfriadoras el cual conduce al
11COOLER11 llamados también 11COOLER
SUMP11 que es una poza que se
encuentra bajo las Torres Enfriadoras,
éste 11 COOLER11 tiene una capacidad
de 120 000 litros y también están
47
construidos de concreto forrado con
ladrillos antiácidos (se tiene 02 "COOLER"
para casos de mantenimientos).
La Torre Enfriadora Nº 6 se usa como
ayuda en casos de emergencia (alta
temperatura en celdas o bajo nivel de
solución en los "COOLER") la descarga de
ésta enfriadora también se comunica con
el canal del resto de Torres Enfriadoras y
también con los canales principales de
electrolito cargado lados A y B.
La descarga de los "COOLER" 1 y 2 se
realiza por medio de dos tu herías de PVC
de 12 pulgadas de diámetro que alimentan
a dos bombas, llamadas Bombas
Enfriadoras (02 Bombas Enfriadoras para
cada "COOLER"), éstas Bombas
Enfriadoras se encargan de llevar la
solución fría hacia los canales principales
de electrolito cargado para su distribución
a las celdas.
4. Celdas Electrolíticas. - Las Celdas
Electrolíticas son del tipo "WALKER" de
forma rectangular y construidas de
concreto, interiormente están forradas con
planchas de Plomo - Teluro lo mismo que
sus bordes. Las dimensiones son: largo
48
2,69 x ancho 0,77 x altura 1, 17 metros
lo cual da una capacidad aproximada de
2 000 litros con los electrodos sumergidos.
Por un extremo reciben el electrolito que
viene del canal distribuidor que está sobre
las celdas, y por el otro extremo tienen un
pequeño labio de descarga que termina en
un niple de Plomo conectado a una
manguera de descarga el cual comunica al
canal colector del "BLOCK" y luego al
canal Colector Principal de "SPENT" que
está bajo las celdas.
En cada celda van colocados los
electrodos 33 ánodos y 32 cátodos
dispuestos en forma alternada y
separados por medio de los aisladores
superiores.
El electrolito después de pasar por la
celda deja el depósito de Zinc y la
solución se empobrece en su contenido de
Zinc aproximadamente en un 10% desde
éste momento se llama "SPENT" y es
descargado hacia los canales colectores
que cada "BLOCK" posee.
49
Las celdas y los canales están colocados
sobre aisladores de porcelana para evitar
las fugas de energía eléctrica.
5. Equipo Eléctrico.- Se tiene una Sub
Estación de 50 000 voltios los cuales son
entregados a 2 transformadores los cuales
bajan el voltaje a 11 000 voltios. Esta
corriente luego es tratada en Bancos
Rectificadores para transformar la
corriente alterna a continua para producir
aproximadamente 24 000 amperios.
La corriente eléctrica es conducida a las
celdas electrolíticas mediante barras de
conducción las cuales están construidas
de Cobre Electrolítico.
Rectüicadores Silicon A.- Alimenta de
corriertte continua a los BLOCK Nº 1 al
11, entrega la energía a los cátodos de la
celda 1 del lado A del BLOCK Nº 1 de
donde pasa al electrolito y de allí a los
ánodos que están conectados a los
cátodos de la siguiente celda, así
sucesivamente avanza al lado B del
BLOCK 1, luego pasa a los BLOCK
números 2, 3, 4, 5, 6 y así sucesivamente
hasta llegar al BLOCK Nº 11 para salir por
50
los ánodos y por medio de las barras de
conducción llega nuevamente al
Rectificador Silicon A.
De igual forma es para el Silicon B que
alimenta de energía eléctrica a los
BLOCK Nº 12 al 19 desde el mes de Mayo
de 1 999.
6. ELECTRODOS.- Los Electrodos son los
ánodos y los cátodos.
Anodos Son rectangulares y se
construyen de Plomo aleado con Plata en
0,75%, cada ánodo pesa 55 kilos
aproximadamente y son fabricados en la
misma plan ta median te un horno de
fusión (480ºC) a partir de barras de Plomo
que provienen de la refinería de Plomo de
Huaymanta.
Los ánodos son más pequeños que los
cátodos y tienen las siguientes
dimensiones: 0,98 x 0,6 metros y un
espesor de 0,95 cm, el 27,5% está
perforado lo cual permite una mejor
circulación del electrolito, en la parte
superior están provistos de una barra de
Cobre en la cual al extremo se coloca
51
empernado el cabezal de Cobre en el cual
el cátodo va a realizar el con tacto y la
conducción de la Energía Eléctrica.
Cátodos.- Son fabricados en la planta
laminadora a partir de planchas de
aluminio que proceden de Aluminium
Corporation "BAL" (Toronto - Canadá) con
una pureza de 99 ,5% de Al.
Los cátodos tienen las siguientes
dimensiones : 1,07 x 0,61 metros y un
espesor de 4 7 milímetros, en su extremo
superior llevan remachadas dos platinas
de Cobre que sirven para la conducción de
la corriente y para sostenerse sobre los
aisladores superiores de la celda.
EQUIPOS AUXILIARES.-
l. Tangues de Reactivos.- Junto a la
sección de Purificación hay 03 tanques
con sus respectivos agitadores que
sirven para la preparación de los
reactivos: Hidróxido de Bario, Cola de
huesos y Silicato de Sodio, las
descargas de éstos tanques se
encuentran conectadas a los Tanques
"FEEDER" o alimentadores y luego de
52
allí se alimenta éstos reactivos a las
celdas.
2. Registrador de Temperatura. - En la
Oficina del Jefe de Guardia hay un
registrador de temperatura que toma
su muestra en 6 puntos diferentes, 2
puntos muestrea de los canales de
electrolito principal lados A y B, el
resto de 4 puntos muestrea del Canal
Colector Principal de "SPENT" bajo los
BLOCKS 3, 9, 12, y 15, estos datos los
imprime en un chart durante las 24
horas del día.
- FUNDAMENTO
ELECTRÓLISIS.-
TEÓRICO DE LA
La Electrólisis es la recuperación de un
metal de una solución mediante el uso de
la corriente eléctrica.
Ya sabemos según lo explicado para la
Purificación que en las soluciones de
Sulfato de Zinc las moléculas se
encuentran separadas formando los iones
los cuales se cargan eléctricamente con
carga positiva (+) el Zinc zn++ y por esto
toma el nombre de catión, y con carga
negativa (-) el radical Sulfato (S04)-2 y por
53
esto toma el nombre de anión, de igual
forma el resto de iones que se encuentran
en el electrolito.
Dentro de una celda tenemos el electrolito
de Sulfato de Zinc en el cual se encuentran
los cationes y los aniones, al introducir los
electrodos en la celda, que en éste caso son
el cátodo y el ánodo los cuales están
conectados a una fuente eléctrica que en
nuestro caso viene a ser el Rectificador, se
cierra el circuito y se produce la
Electrólisis. Lo que sucede es que los
electrodos toman una carga eléctrica
positiva que son los ánodos y negativa que
son los cátodos, atrayendo por lo tanto a
los iones.
Los cátodos (-) atraen los iones de carga
eléctrica contraria, es decir a los iones
positivos llamados cationes como el Zinc,
el cual al llegar al cátodo se neutraliza
formando el depósito de Zinc.
Los ánodos ( +) atraen los iones de carga
eléctrica contraria, es decir a los iones
negativos llamados aniones como el radical
sulfato, pero aquí sucede algo más, la
54
molécula agua (H2O) presente en el
electrolito también se ha descompuesto en
cationes hidróxilo (H+) y en aniones
oxhidrilo (OH)- el cual al llegar al ánodo se
descarga y forma agua H20 y el gas oxígeno
02 se desprende del ánodo, luego el radical
sulfato (SO4)-2 se une al catión hidroxilo
(H+) para generar ácido sulfúrico H2SO4.
H2O � H+ + (OH)-
4(OH)- �4e- + 2H2O + 02 t
(SQ4)-2 + 2H+ � H2SO4
Escribiendo la ecuación resumida de la
Electrólisis:
ZnSÜ4(aq) + H20 + Corriente Eléctrica =
H2SÜ4(aq) + Zn(s) + 1 / 2 02 t
Una fuente de potencia eléctrica
(Rectificador) debe estar disponible con la
finalidad de forzar a que las reacciones
ocurran, ya que ellas no son espontáneas
de por sí.
A mediados del siglo XIX, Faraday
estableció la relación entre la cantidad de
electricidad que fluye y la cantidad de
material liberada, sus investigaciones
55
condujeron a la formulación de las dos
leyes de la Electrólisis:
1.- La cantidad de descomposición
Electroquímica producida en un
electrodo es proporcional a la
electricidad (Coulombios) que pasa a
través del circuito.
2.- Las cantidades de sustancias
diferentes producidas por la misma
cantidad de Electricidad será
proporcional a sus pesos equivalentes.
Un equivalente de cualquier sustancia
será liberada (oxidada o reducida), por un
Faraday, el cual es igual aproximad amen te
96 500 Coulombios.
w Elt
96500
W : peso en gramos Peso Atómico
E : Peso Equivalente= Valencia
I : Corriente en Amperios
t :-tiempo en segundos
El equivalente Electroquímico es la
cantidad de material depositado por un
Coulombio. Entonces para el caso del
Equivalen te Electroquímico del Zinc es:
W=
56
Zn+2 (en solución) + 2e- =Znº
(sóüdo)
(65,39)g . (1 amp)(60 min.) 60 �eg.
2 pesos equ1v. m1n.
96 500 amp.seg.peso equiv.
W = 1,2197 gramos= 1,22 gr
La cantidad de Zinc que se deposita en las
celdas dependerá de la cantidad de
amperios por hora que pasa por el circuito.
De acuerdo al equivalente electroquímico
calculado anteriormente para el Zinc es de
1,22 gramos por un amperio durante una
hora, entonces si queremos saber la
cantidad de Zinc depositado en 19 Blocks
a 24 000 amperios - hora durante 24
horas, tendremos que realizar la siguiente
operación:
1,22 gramos x 24 000 amperios - hora
x 24 horas x 380 celdas = 267 033 600
gramos, lo que es igual a 267,034
toneladas.
La cantidad de Zinc que hemos obtenido
referido a lo que debe producir la Unidad
de Casa Celdas durante un día es teórico,
pero en la práctica no se llega a esta
57
cantidad, ya que la energía eléctrica se
pierde en reacciones secundarias, en los
cortocircuitos, en fugas de corriente, en
malos contactos y en la producción de
calor durante las reacciones electrolíticas
que originan incremento de la temperatura
de la solución. Por esto para encontrar la
Eficiencia de Corriente Real se opera así:
Eficiencia de Corriente = Cantidad Real x 100
Cantidad Teórica
Que para nuestro caso es: la Producción
Real es 234,5 toneladas, entonces la
eficiencia es de:
234,5 ton x 100 = BB%
267,034 ton
Las materias primas que se usan en Casa
de Celdas son el "CHECK", el "SPENT" y los
reactivos.
CHECK.- Es la solución de sulfato de Zinc
en la que se ha eliminado al máximo las
impurezas.
SPENT.- Es la solución que sale de las
celdas que ha perdido parte de su
contenido de Zinc en la deposición y en
58
cambio a aumentado su contenido de ácido
sulfúrico.
REACTIVOS.- Son sustancias usadas con
el objetivo de ayudar a la Electrólisis en la
obtención de una buena calidad de Zinc o
para atenuar los efectos de alguna
impureza que ha incrementado su
caneen tración
electroliza, se
reactivos:
en la solución que se
utilizan los siguientes
l. Cola de Huesos.- Debido a su carácter
coloidal influye notablemente en el
aspecto fisico del depósito de Zinc,
dando lugar a la formación de un
depósito liso, compacto que evita la
formación de "arbolitos", los puntos
de crecimiento de cristales originan
puntos de alta densidad de corriente,
las partículas coloidales se depositan en
éstos puntos formando una capa
aislante reduciendo la cantidad de
corriente. Se usa aproximadamente
O ,59 kilogramos de Cola x TM de
cátodos producidos.
59
2. Hidróxido de Bario.- Se emplea para
deprimir el Plomo producido por la
Corrosión de los ánodos y del forro de
Plomo de las celdas, su acción se
explica como una co-precipitación, ya
que en algunas precipitaciones se
forman soluciones sólidas llamado
también mezcla de cristales debido a
que ambos poseen la misma estructura
cristalina romboédrica. Se usa
aproximadamente 1, 1 7 kilogramos de
Hidróxido de Bario x TM de cátodos
producidos.
3. Silicato de Sodio Se usa para
corregir los descensos de voltaje,
es decir mejora la conductividad de
las soluciones, también ayuda en
uniformizar el depósito de Zinc. Se usa
aproximadamente 1,06 kilogramos de
Silicato de Sodio x TM de producción
catódica.
PARAMETROS DE OPERACIÓN EN
CASA DE CELDAS:
l. Densidad de Corriente.- Es la
intensidad de corriente por unidad
de superficie catódica, la cual afecta
60
todo el proceso, una densidad de
corriente alta significa un mayor
voltaje de celda, temperatura alta
que requiere mayor enfriamiento,
pero también incrementa el
sobrevoltaje de hidrógeno, aunque
también activa en mayor proporción
las impurezas que existan en
solución.
La densidad de corriente de trabajo
es de 659 Amp/m2•
2. Voltaje para la Electrólisis.- El
voltaje teórico para la
descomposición del Sulfato de Zinc
es de 2,35 voltios mientras que el
potencial para depositar el hidrógeno
bajo las mismas condiciones es de
2,4 voltios, ésta diferencia de 0,05
voltios es el margen estrecho que
explica el éxito ó fracaso de la
producción de Zinc por electrólisis,
pero en la práctica el voltaje
necesario es de 3,5 voltios.
3. Calidad de Depósito.- El Zinc
depositado en los cátodos en forma
de planchas, para ser considerado
61
como buen depósito debe tener las
sigui en tes características:
Estar exento de impurezas al
máximo.
Ser compacto.
Ser liso (sin protuberancias).
Tener brillo metálico natural.
Todas éstas características se
pierden por redisolución del Zinc.
La redisolución es un fenómeno
contrario a la electrodeposición, en
la cual el Zinc depositado en el
cátodo de aluminio, comienza a
reaccionar con el ácido sulfúrico
presente en la solución formándose
sulfato de Zinc. Es también notoria
la presencia del gas hidrógeno en las
celdas, acompañado de una fuerte
elevación de la temperatura.
CAUSAS DE UNA REDISOLUCION
Altas impurezas como el As, Sb,
Ni, Co, y Ge. Que están presentes
en el electrolito.
Altas temperaturas del "SPENT"
(T > 40ºC). y del electrolito.
62
Ingreso de polvosproveniente de laresiduos anódicos.
(humos)planta de
Reacción : Zn + H2S04 � ZnS04 + H2 t(spent)
4.- Control del Peso Específico yAcidez de las Soluciones.- El pesoespecífico nos indica la cantidad deZinc contenida en la solución delelectrolito, normalmente el pesoespecífico debe ser constante ya quees una variable importante delproceso.
Acidez se llama al contenido deácido sulfúrico en gramos porlitro del electrolito o "SPENT", yaque es necesario que se tengadeterminado con tenido de acidez enlas soluciones, porque a mayoracidez ciertas impurezas se activan ytambién porque el "SPENT" que seenvía a lixiviación debe mantenerseen ciertos rangos 154 a 160 gramospor litros . El control de la acidezse realiza por medio de unanálisis donde a la muestra desolución (1 mililitro) se le adiciona
63
75ml. de agua destilada, luego 2
gotas del indicador anaranjado de
metilo, para luego titular con una
solución de carbonato de Sodio al
1 %, debe virar el color de la solución
de rojo a anaranjado.
5.- Control de Impurezas.- Un aumento
de impurezas es la causa principal
de malos depósitos, redisoluciones y
la baja de eficiencia de corriente.
Entre las impurezas más
perjudiciales tenemos las siguientes:
El grupo de los metales Cobre,
Arsénico, Antimonio, Germanio y
Telurio, se descomponen a un
voltaje menor que al voltaje de
descomposición del ácido sulfúrico,
donde el sobrevoltaje de hidrógeno es
menor que 0,65 voltios esos se
depositan junto con el Zinc
ocasionando gran desprendimiento
de Hidrógeno, la acción de éstos
elementos es muy perjudicial, siendo
imposible la electrólisis del Zinc.
El otro grupo de los metales
como Hierro, Cobalto y Níquel pero
que no se depositan con el Zinc
también · producen baja del
64
sobrevoltaje de Hidrógeno y manchas
como quemaduras en el Zinc
depositado, además de agujeros en el
depósito.
Los límites máximos permisible de
las impurezas son:
As = 0,063 mg/1; Sb = 0,017mg/l;
Ni= 0,06 mg/1; Co = 0,5 mg/1 y
Ge = 0,03 mg/1.
El Manganeso tiene influencia en la
eficiencia de corriente, el sulfato de
Manganeso es parcialmente oxidado
a ácido permangánico el cual
reacciona con más sulfato de
Manganeso formando dióxido de
Manganeso que se adhiere en el
ánodo reduciendo la distancia entre
ánodo y cátodo que dificulta la
transferencia de los Iones, esto hace
que la eficiencia baje y el resto cae al
fondo de la celda en forma de lodo.
Rango de Mn : 2,4 - 4,2 g/1
D.2.- DESCRIPCION DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO
DE RESIDUOS LIXIVIADOS DE ZINC (ZILERET é
INDIO).-
La Planta "ZILERET" incluye tres unidades:
La Unidad de Preparación, Unidad de Hidrometalurgia
y la Unidad de Indio.
65
A continuación se describe en forma breve los procesos
que se desarrollan en dicha Planta.
UNIDAD DE PREPARACION.-
La Planta de Lixiviación del circuito de Zinc produce
aproximadamente 150 ton/día de residuos de lixiviación
con 24% de Zinc y 450 g/ton de Plata; éste residuo es
cicloneado en una fracción gruesa y una fracción fina.
La fracción gruesa (+ 15 micrones) "UNDERFLOW" es
enviado por gravedad hacia un tanque acondicionador
"DENVER", para ser acondicionado con xantato Z-6 y
aceite de pino, luego flotado por Plata en celdas de
flotación constituida por las siguientes etapas:
"ROUGHER", "SCAVENGER" y· tres "CLEANER"; el
concentrado obtenido es vendido como concentrado de
Zinc rico en Plata cuyo contenido promedio es 45% de
Zinc, 15% de Hierro, 13% de H20 y 6 048 g/ton. de
Plata; su producción mensual es aproximadamente 270
t-s.
El relave de flotación que contiene aproximadamente
21% de Zinc, 30% de Hierro, 0,08% de Indio y 300 g/ton
de Plata es bombeado hacia la planta de tratamiento de
residuos conjuntamente con la fracción fina (-15
micrones) "OVERFLOW" del nido de ciclones; sólo
alrededor de un 40% del relave son tratados median te
un proceso pirometalúrgico en la unidad de preparación
de la Planta "ZILERET" cuya capacidad es de 50 t-s/d,
66
mientras que la mayor parte se· almacena en el depósito
de Huanchán, el 40% del relave en forma de pulpa es
filtrado, secado y mezclado adecuadamente con coque
fino, luego es perdigonada para ser alimentado al horno
rotatorio "KILN" (ver pág. 67), donde se recupera el Zinc
con otros metales valiosos median te el proceso de
esfumado. Los perdigones y su cama (coque grueso) son
primeramente calentados en el horno a 425ºC; luego
reaccionados a 1 l00ºC para esfumar (volatilizar,
reoxidar) al Zinc, Cadmio, Plomo e Indio, y reducir al
Hierro, Cobre y Plata, y finalmente ser enfriado a 950ºC.
El resto reducido de los perdigones con 2% de Zinc, 54%
de Hierro, 630 g/ton de Plata y 0,02%1 de Indio, es
enfriado en un enfriador rotatorio "COOLER" luego
separado magnéticamente del carbón no reaccionado,
almacenado y enviado a la fundición de Cobre como
esponja de Hierro producido. Los gases, polvo y
"FUMES" (óxidos) son enfriados mediante una torre de
enfriamiento a 250ºC con aire para luego ser
recuperados los polvos y "FUMES" en filtros de bolsas
"BAG-HOUSE" y ser descargados y enviados mediante
los "REDLERS" a la Unidad de Hidrometalurgia.
67
PRINCIPALES OPERACIONES Y PROCESOS DE LA
UNIDAD DE PREPARACION.-
Operaciones:
- Transporte de fluidos (transporte de residuos de
lixiviación).
Agitación (en un tanque tipo "DENVER").
- Filtración (en un filtro tipo "DOOR OLIVER").
- Secado ( en un secador rotatorio).
- Mezclado (en mezcladores horizontales).
- Perdigo nación ( en un disco perdigonador).
- Transporte de sólidos (en fajas transportadoras,
"REDLERS").
- Intercambio de calor (en una torre de enfriamiento,
"COOLER").
- Separación magnética ( en un separador magnético).
- Filtración de polvos ("BAG HOUSE").
Procesos:
El único proceso que se realiza en la Unidad de
Preparación, es el de Esfumado (proceso "W AELZ") en el
horno rotatorio "KILN" ( tecnología "LURGI") donde se
llevan a cabo las reacciones de oxidación y reducción.
(Ver - pág. 70).
Otra tecnología que esta en estudio es el "AUSMELT",
proceso de lanzas sumergidas que permite tratar mayor
· tonelaje de ferrita de Zinc.
68
HORNO ROTATORIO (KILN).-
El objetivo del horno rotatorio, es de separar el Zn, Cd,
Pb, e In como óxidos esfumados "FUME" y el Fe, Ag, Cu,
en forma de esponja mediante el proceso "WAELZ".
Características.
El horno "KILN" fue diseñado, construido e instalado por
la compañía alemana "LURGI" y es un cilindro de 30
metros de longitud y 2,40 metros de diámetro, teniendo
un espesor de 04 centímetros. El horno gira sobre unos
rodillos de aproximadamente 40 centímetros de
diámetro y 15 centímetros de espesor con una
inclinación de 3º ; los mismos que son accionados por
un motor de 50 HP. También hay 02 topes laterales
para evitar que el horno se desplace longitudinalmente.
Los parámetros de operación del horno se detallan en la
pág. 69.
Para proteger la coraza del horno · (acero estructural
A36), interiormente está forrado con ladrillos aislantes
térmicos de 3" dé espesor y ladrillos refractarios
Chromex (de alta alúmina) de 4" de espesor. Estos
ladrillos se colocan por anillos (30 ladrillos).
El horno dispone de 02 sopladores principales cada uno
con una capacidad de 57 m3/min. (100% abierto) y 02
sopladores laterales que sirven para mantener la
temperatura y la atmósfera oxidante del horno.
Asimismo, el horno tiene 10 termopares que registran
69
las temperaturas de las diferentes zonas del horno en
un instrumento gráfico digital.
ALIMENTACION DE RESIDUO, COQUE FINO Y
COQUE GRUESO.-
Al horno "KILN" se le alimenta residuo seco y coque en
la siguiente proporción:
- Residuo Seco (100% de alimentación) = 2 580 k/h
- Coque fino = 780 kg/h (para formar los perdigones).
- Coque grueso = 900 kg/h (como cama del horno).
PARAMETROS DE OPERACIÓN DEL HORNO KILN.-
l. Temperatura.- Temperatura máxima = 1 l00ºC
Temperatura mínima =
2. Amperaje del motor del horno
Amperaje máximo = 22 A
Amperaje mínimo = 1 lA
3. Velocidad de giro del horno
425ºC
Para una operación normal, la velocidad de giro es:
V= 125 segundos/vuelta
4. Tiempo de retención de carga
El tiempo de retención de carga debe ser suficiente
para volatilizar el Zn, Pb, Cd, e In.
70
Para una velocidad de 125 segundos/vueltas, el
tiempo de retención de carga es de 04 horas.
5. Inyección de aire al horno KILN
Soplador principal {A) = 57 m3 /min.
Soplador lateral Nº 1 = 07 m3 /min.
Soplador lateral Nº 4 = 17 m3 /min.
6. Análisis de gases Orsat (% V)
SO2 = 2-3 %; 02 = 2-4 %; CO2 = 16-18%; N2 = 75-80%
REACCIONES ENDOTERMICAS Y EXOTERMICAS
Las principales reacciones que ocurren en el horno
rotatorio "KILN" son:
- Rompimiento de la molécula de ferrita de Zinc:
ZnOFe2Ü3 + CALOR 7 Znü + Fe2Ü3 (Reac. Endotérmica)
El rompimiento de la molécula de ferrita de Zn se
produce en la zona de reacción del horno {T = 1 l00ºC),
y son las zonas de los termopares número 5, 6 y 7.
- Reducción del ZnO por el carbón:
zno + e 7 Zn + co (Reac. Endotérmica) { 1)
Zn + CO + 02 7 ZnO + CO2 (Reac. Exotérmica) {2)
71
1/2 Fe2O3 + 3/2C + 3/402 �Fe+ 3/2 CO2 (3)
ZONAS DEL HORNO ROTATORIO (KILN).-.
1. Zona de Calentamiento.
Comprende desde el extremo de alimentación (con
una temperatura promedio de 425ºC) hasta los 10m,
donde el horno alcanza 1 000ºC, en ésta zona se
elimina el agua de la carga, los sulfatos son
reducidos, lo cual conduce a un incremento de
sulfuros u óxidos; aquí comienza el calentamiento
progresivo de los perdigones, de tal manera que éstos
no sean fraccionados por cambios bruscos de
temperatura avanzando en contracorriente respecto a
los gases.
2. Zona de Reacción.
Comprende desde los 10m. hasta los 22m, soporta
temperaturas superiores a 1 l00ºC con marcada
acción química y abrasión, aquí se volatilizan los
metales.
3. Zona de Enfriamiento.-
Comprende desde los 22 m. hasta el punto de
descarga, se mantiene con una temperatura entre
900 a 1 000ºC, aquí la volatilización es mínima.
72
En la figura Nº D .4 Se muestra las zonas del horno
rotatorio "KILN" y en la figura Nº D.5 el Diagrama de
Flujo de la Unidad de preparación.
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@ . ( ZONA DE ENFRIAMIENTO )
\ ._ Ladrillo Aislante
S4
Ladrillo Refractario
ZONA DE REACCION ¡·
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R_
,.... __ 1liiirials
CHARGE END I Residuo
COke
J
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ZONADEC ALE NTAMIENTO )
2,4m.
FIG. Nº D.4.-ZONAS DEL HORNO ROTATORIO (KILN)
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75
UNIDAD DE HIDROMETALURGIA.-
En la Unidad de Hidrometalurgia, los polvos y fumes
que analizan 65% Zn, 3% Fe, 8% Pb y 0,2% In, son
almacenados y luego lixiviados con solución "SPENT"
por Zinc, Cadmio y Cobre a 80ºC y a pH 5,2, después de
ser filtrada, la solución impura (con 140 g/1 de Zinc) es
enviada a la Planta de Lixiviación, en tanto que el
residuo se lixivia con ácido sulfúrico a pH O, 1 - 0,2 y a
75ºC para disolver el Indio y precipitar el Plomo como
sulfato; luego de ser filtrado, el residuo de Plomo con
37% Pb, se envía a la Fundición de Plomo, en tanto que
el líquido se neutraliza actualmente con "SCRAP" de
Zinc a pH 3,8 - 4,0 para luego, con adición de Polvo de
Zinc y a 80ºC, precipitar el Indio a pH 4,2 - 4,5;
obteniéndose después del filtrado la solución "BARREN"
con 95 g/1 de Zinc y 35 g/1 de Fe+2 que se envía a la
Planta de Lixiviación, mientras que el sólido, como
concentrado de Indio (5% In) se envía a la Unidad de
Indio para seguir su tratamiento.
UNIDAD DE INDIO.-
En la Unidad de Indio, el concentrado, que analiza 15%
Zn, 7% Fe, 3% Cu, 1 % Pb y 5% In, es inicialmente
lavado con ácido sulfúrico a pH 4,5 y a 45ºC para
eliminar Zinc y Hierro, luego se filtra y el líquido
obtenido es almacenado en una poza y el sólido es
seguidamente atacado con ácido sulfúrico a pH 0,5 y a
76
60ºC para una primera disolución del Indio por espacio
de tres horas, agregándose 5 kg de KMnQ4 . Después de
las tres horas viene un acondicionamiento primario en
el mismo tanque a pH 2,0 con carbonato de sodio. La
filtración de ésta pulpa se realiza mediante un filtro
prensa de platos y marcos. El líquido obtenido es el
primer licor de Indio (solución "PREGNANT") que se
almacena en un tanque, y el sólido que contiene todavía
Indio en forma de arseniato y Plomo como sulfato, se
almacena en otro tanque para su posterior lavado
alcalino con NaOH para destruir los complejos de In
insolubles, principalmente los arseniatos de Indio
eliminando el Arsénico al estado de sales solubles de
sodio y precipitando el Indio como hidróxido.
La solución "PREGNANT" que contiene el Indio en forma
de In2(SQ4)3 antes de pasar por celdas debe tener las
siguientes características:
pH : 1,9 - 2,0
Temperatura
Peso específico
Caneen tración
: 45 - S0ºC
: 1038 - 1040 g/1.
: 4,0 g/1 de Indio.
Para poder ser alimentado a las celdas de extracción por
solventes en contracorriente con el orgánico constituido
por 80% de Di - Etil - Exil - Fosfato Monoácido "DEPHA"
y 20% de kerosene; luego de la extracción la solución
acuosa agotada se desecha conteniendo < 0,01 g/1 de
77
In. La reextracción se efectúa en contracorriente con el
orgánico cargado empleando solución de HCl 6N; luego
de la reextracción el orgánico retorna a la extracción, en
tanto que el acuoso clorhídrico rico en Indio, con 100
g/1 de Indio, es purificado para eliminar las impurezas
que persisten en la solución, tal como se muestra en la
siguiente tabla:
Tabla D.6.- Ensayo típico de la solución clorhídrica
(g/1):
In Cu Pb Cd As Sn Fe Zn
100 0,4 0,07 0,04 0,46 0,01 2,8 10
La eliminación de impurezas se lleva a cabo por
precipitaciones selectivas y variaciones de pH; luego de
la purificación es filtrado para obtener la solución
clorhídrica con los siguientes análisis:
Tabla D.7.- Ensayo típico de la solución purificada
(g/1):
In Cu Pb Cd
90 < 0,01 < 0,01 < 0,01
78
La solución purificada es cementada a 55ºC con
láminas de Aluminio, obteniéndose la esponja de Indio,
la cual previo lavado, es briqueteado para eliminar la
mayor cantidad posible de agua y reducir la superficie
de oxidación de la esponja. Las briquetas son fundidas a
400ºC con hidróxido de sodio como escorificante; las
escorias se envían al tanque alcalino mientras que el
metal fundido es colado y moldeado en barras de 3 kg
de peso.
Tabla D.8.- Ensayo típico de Impurezas del Indio en
Fusión (ppm):
Ag Cu Pb Cd Ni So Fe Zn
1,0 15 32 > 60 13 10 > 60 < 10
Si el total de impurezas del metal moldeado iguala o
supera las 100 ppm se refunden las barras a 250ºC
para ser refinadas, primero con cloruro de amonio para
"bajar" Zn y Fe, así como también parte de Cd y Tl;
luego, a 180ºC, con glicerina para "bajar" Fe, si éste se
encuentra en la forma de FeCh y bajo la acción del KI
se elimina el Cd; en una tercera etapa se utiliza
(glicerina+ HCl) para "bajar" el contenido de Zn y Tl. Si
el ensaye de impurezas es bastante alto en Pb entonces
se lleva a cabo una cuarta etapa con (glicerina + NH4Cl)
79
para bajar Pb; luego el metal refinado es colado y
moldeado en barras de 3 kg con 99, 995% In.
Tabla D.9.- Ensayo típico de Impurezas· del Indio
metálico ref"inado (ppm):
Ag Cu Pb Fe Zn Ni TI Cd Sn
< 0.1 20 20 2 < 10 15 10 6 < 10
Para terminar, se muestra en la figura Nº D.6 el
Diagrama de Flujo de la Planta Zileret e Indio.
TOLVA DE COQUE FINO% C.F.: 80,0
BALANZA
PULPA DE LIXIVIACION%Zn : 21,0 Onz/t Ag : 9,0% Fe: 30,0 % In.: 0,08 1 FILTRO
ALVACI
FAJA BAlANZA
MEZClADOR
�----------, PELLETS DE 1/4" D. PERDIGONADOR
S, aire
�S, aire
Sp aire__. HORNO ROTATORIO (KILN)
ENFRIADORt-----.ROTATORIO
Long: 30,0mt Diam: 2,40mt Inclin: 3 º
Ladrillos refractarios: Chromex Temp.: ll00 ºC
SIST. DE ClASIFICACION
Esponja de Hierro � 4 Cenizas gruesas% Fe 54,0 Cenizas Finas %Zn 2,0 Onz./t Ag : 20,0
FILTRO DEBOLSAS (168 EA)
O.,CIDOS ESFUMADOSDEL W AEIZ KILN
%Zn: 65,0 % Fe: 3,0 % Pb: 8,0
% In : 0,20
SPENT MnO,
LIXIVIACIONNEUTRA pH:5,2
Tiempo : 3hrsTemp.: 80 ºC
PLANTA DE LIXIVIACION
KMnO, Na.CO.
. ' DISOLUCION
y
ACONDIC!ONJ\MIENrO
POZO PISO H.SO,
L
PRIMER !AVADO ACIDO pH:4,5 Temp. : 45ºC Tiempo : 3 Hrs
sx
CEMENTO l S ':::J !i01,UCION l'l<l!GNANT
•flll
DE COBRE % Cu: 25,0
L
SOLUCION IMPURA
g/1 Zn: 140,00
SOLUCIONBARREN
g/1 Zn: 95,0
RESIDUODE
INDIO % In: 5,0 %Zn: 15,0%Fe: 7,o
SOLUCION
CI.ORHJJ>RICA
s
s
L
H,SO, MnO,
ACIDA 1 • IAcidez : .140 g/
SOLUCION MJRJ'FICAnA
Tiempo: 5 hrs Temp : 75 ºC
RESIDUO
S I
DE PLOMO ___.. % Pb : 37,0
Onz/t Ag : 23,5L
CEMENTACIONDE INDIO pH: 4,2
Temp.: 80 ºC
Aluro
CEMENTACION
POLVO DE Zn%Zn :98,5
FUSIONy
ii�,.l;��I REFINACION
INDIO REFINADO
%In: 99,995
FIGURANº
D.6.- DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA ZILERET E INDIO
81
D.3.- PRODUCCION DE ZINC é INDIO REFINADOS
A.- ZINC.
Detallarnos a continuación la Producción de cátodos
de Zinc y Zinc refinado del complejo metalúrgico de
La Oroya, tal como se muestra en las siguientes
tablas y figuras.
Tabla D.10.- Producción Anual de Zinc Refinado
1990 - 1999 (t):
Año Producción (t)
1 990 61 687
1 991 62 038
1 992 63 197
1 993 66 535
1 994 67 242
1 995 68 373
1 996 68 373
1 997 68 367
1 998 71 568
1 999 73 565
FIGURA Nº D.7.- PRODUCCION ANUAL DE ZINC REFINADO 1990 - 1999 (t)
76000
74000
72000
Z- 70000
(.)
� 68000
e 66000
� 64000 (.)
5 62000
a. 60000
58000
56000
540001990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
AÑOS
1998 1999
TABLA D.11.- PRODUCCIÓN DE ZINC REFINADO AÑO FISCAL 1 999 (t)
Producción Producción (t) Diferencia
Diferencia C.I.
estimada (t) Acumulada
NOVIEMBRE 5 872,860 5 884,543 11,683 11,683 100,20
DICIEMBRE 6 068,622 6 076,715 8,093 19,776 100,13
ENERO 6 068,622 6 155,874 87,252 107,029 101,44
FEBRERO 5 481,336 5 574,471 93,135 200,164 101,70
MARZO 6 068,622 6 179,520 110,898 311,062 101,83
ABRIL 5 872,860 5 996,457 123,597 434,659 102,10
MAYO 6 369,849 6 448,301 78,452 513,112 101,23
JUNIO 6 164,370 6 169,257 4,887 517,999 100,08
JULIO 6 369,849 6 420,510 50,661 568,660 100,80
AGOSTO 6 369,849 6 534,521 164,672 733,332 102,59
SETIEMBRE 6 164,370 5 719,108 - 445,262 288,070 92,78
OCTUBRE 6 369,849 6 406,062 36,213 324,283 100,57
TOTAL 73 241,058 73 565,341 324,283 4 029,831 100,443
TABLA D.12.- PRODUCCIÓN DE CÁTODOS DE ZINC AÑO FISCAL 1 999 (t)
Producción Producción (t) Diferencia
Diferencia C.I.
estimada (t) Acumulada
NOVIEMBRE 6 490,860 6 579,672 88,822 11,683 101,37
DICIEMBRE 6 707,222 6 787,612 80,390 169,212 101,20
ENERO 6 707,222 6 840,084 132,862 302,074 101,98
FEBRERO 6 058,136 6 191,199 133,063 435,137 102,20
MARZO 6 707,222 6 847,964 140,742 575,879 102,10
ABRIL 6 490,860 6 672,940 182,080 757,959 102,81
MAYO 7 130,000 6 998,127 - 131,873 626,086 98,15
JUNIO 6 900,000 6 892,462 - 7,538 618,548 99,89
JULIO 7 130,000 7 206,122 76,122 694,670 101,07
AGOSTO 7 130,000 7 236,354 106,354 801,024 101,49
SETIEMBRE 6 900,000 6 386,773 - 513,227 287,797 92,56
OCTUBRE 7 130,000 7 042,918 - 87,082 200,715 98,78
TOTAL 81 481,522 81 682,237 200,715 5 557,923 100,246
85
Tabla D.13.- Producción Anual y Ventas de Polvo de Zinc(t)
Años Producción (t) Ventas
. 1 990 1 994,81 62,00
1 991 2 199,57 81,40
1 992 2 168,75 99,61
1 993 2 739,75 50,11
1 994 2 953,80 147,80
1 995 2 924,02 182, 1.6
1 996 3 306,28 189,27
1 997 4 035,45 194,97
1 998 4 353,48 210,55
Tabla D.14.- Calidad de Lingotes de Zinc (ppm)
Estandarizado por las Normas "ASTM"
Pb Fe Cd Cu Pureza (%)
SPECIAL HIGH GRADE (SHG) 30 30 30 - 99,991
DIE CASTING GRADE (DCG) 20 10 10 10 99,995
DIE CASTING GRADE 15 4 6 7 99,997
MICROLITE (DCGM)
Es necesario mencionar que DOE RUN PERU solamente
produce y vende al extranjero Zinc refinado de calidad "DIE
CASTING GRADE", cuya capacidad instalada a partir del ¡ero.
de mayo de 1 999 es 75 000 t/año.
86
ANÁLISIS DE CLIENTES.- El Zn refinado que se produce se
coloca en el mercado externo (77%) y interno (23%}, siendo los
principales clientes:
INTERNOS (23%)
FUNDICION EL SOL
ZINSA (ZAMAK)
ACERCO (óxidos)
EXTERNOS (77%)
GRUPO ALADI (Argentina y Chile)
U.S.A
Corea, Taiwan y Japón
USOS:
Galvanizado en caliente
Aleaciones (ZAMAK}
Oxido de Zinc (pigmento)
Polvo de Zinc (minería)
87-
PRODUCCION MUNDIAL DE ZINC.-
El Perú mantiene su 410· lugar en producción de acuerdo a la
siguiente tabla:
Tabla D.15.- Producción Mundial de Concentrado de Zinc
(Miles de toneladas).
País 1993 199 4 1995
China 775 990 1 011
Canadá 1 004 1 011 1 121
Australia 1 007 928 882
Perú 668 690 692
U.S.A; 513 597 644
México 370 382 364
Kazajstán 207 152 155
Irlanda 194 194 184
Polonia 151 151 ·155
Suecia 167 - 160 169
Otros 1 702 1 554 1 607
Total 6 758 6 809 6 984
1996
1 121
1 223
1 008
761
628
378
157
163
159
160
1 541
7 299
1997
1 210
1 069
960
865
632
379
223
193
158
155
1 492
7 336
o/o % inc.
del anual
total (5 años)
16 12
15 2
13 -1
12 7
9 5
5 1
3 2
3 o
2 1
2 -2
20 -3
10 0 2
Cabe resaltar que todos los grandes productores de Zinc
refinado son paises de gran desarrollo industrial, con la sola
excepción de China; lo que demuestra el gran adelanto de la
88
metalurgia del Zinc en el Perú y su consolidación como el
principal abastecedor del mercado de América Latina.
B. INDIO.-
El indio fue descubierto en 1 863 por F. Reich y T. Richter
en la Escuela de Minas de Freiburg cuando se
encontraban examinando un mineral de la localidad al
espectrógrafo en busca de Talio. El elemento metálico
nuevo fue denominado 11INDIUM" por la característica de
sus líneas espectrales de color índigo azul.
Estado Natural
El Indio no se encuentra en estado nativo. Está muy
distribuido en la naturaleza, aunque generalmente en
pequeñas concentraciones. Se estima que la corteza
terrestre contiene O, 1 ppm de Indio, tan abundante como
la Plata.
Se encuentra en muchos minerales incluyendo a los de
Hierro, Plomo, Cobre, Estaño y particularmente los de
Zinc. La mayoría de los minerales contienen menos de
0,001 % de Indio y aún otros menos de 0,0001 %.
Al igual que muchos metales raros el Indio se concentra en
los sub-productos durante la recuperación del metal
mayor. El Indio se encuentra frecuentemente asociado al
Zinc y usualmente s? recuperación comercial es a partir
de los residuos de Zinc y de las escorias de fundición. ·'
89
En los siguientes países se ha reportado la existencia de
Indio: Canadá, Finlandia, Alemania, Italia, Japón, Perú,
Suecia, U.S.A y Rusia.
Tabla D.16.- Propiedades Físicas del Indio.
Número Atómico 49
Peso Atómico 114,82
113 4,23% Isótopos estables
115 95,77%
Valencia Comúnmente 3, también 2 y 1
Fase central tetragonal Estructura Cristina
ao = 4,583Aº; Co = <4,936Aº
Planteamiento más cercano 3,24 Aº
del átomo
Volumen atómico cc/g átomo 15,7
Densidad g/ ce a 20ºC 7,31
Punto de Fu�ión ºC 156,6
Punto de Ebullición ºC 2 075
Presión de Vapor A= 12 860; B =10,71
Constantes para la· ecuación C= - 0,7
log10 Pvp = A/T + B + C log'f
Rango de la temperatura 430 - 2 350
aplicable en ºK
90
Calor específico (principal) cal/ g/ºC
(O - lOOºC)
Calor de Fusión, cal/ g
Cambio de volumen durante la fusión
en%
Conductividad térmica
Cal/cmºC - seg (O - lOOºC)
Tensión de superficie, dinas/ cm
Resistividad eléctrica, ohm/cm 3,38°K
OºC
22ºC
156,6ºC
300ºC
600ºC
Coeficiente de temperatura de
resistividad x 103 (O - lOOºC)
Electrodo potencial estándar, voltios
Equivalente electro - químico
mg/coulomb
Magnetismo
0,058
6,8
2,5
0,17
602 - O,lOT
Super conductor
8,4 X 10-6
8,8 X 10-6
29 X 10·6
36 X 10·6
44 X 10·6
4,7
- 0,34
0,39641
Diamagnético
91
Tabla D.17 .- Propiedades Mecánicas del Metal Puro
In Pb Sb Cd
Dureza BRINELL 0,9 3,9 5,2 20,7
Esfuerzo a la tensión 380 2 410 1 770 10 000
Lbs/pulg.2
Porcentaje de 87 74 81 76
estiramiento /pulgada
Esfuerzo de compresión 310 2 050 2 070 13 300
Lb/pulg.2
-Módulo de elasticidad1,57 X 106
Lb/pulg.2
Propiedades Físicas
El Indio es un metal blanco con lustre metálico brillante
(es más blando que el Plomo, puede rayarse con la uña).
Es maleable, dúctil y cristalino.
Cuando el metal puro se dobla emite un sonido llamado el
grito del Indio, similar al estaño. El Indio es menos volátil
que el Zinc o el Cadmio, pero se vaporiza al calentarlo en
Hidrógeno ó al vacío.
Estructuralmente el Indio es un metal débil. Es
anormalmente blando, grandemente plástico y puede
·¡
92
deformarse casi indefinidamente bajo compresión.
Permanece blando a la temperatura del nitrógeno líquido.
La blandura también imparte un fenómeno interesante de
flujo frío.
Propiedades Químicas
El Indio está asociado al B, Al, Ga, Tl y al sub-grupo 111 de
la tabla periódica. En este sub-grupo las propiedades
químicas están determinadas mayormente por la conducta
del electrón que tiene dos orbitales "s" y un orbital "p". En
esta forma la valencia como 1 y 3 puede anticiparse. La
valencia común es 3, particularmente en soluciones
acuosas. Los compuestos divalentes son inestables.
El potencial standard de la reacción del Indio:.
Inº --------------- In+3 es aproximadamente -0,34 voltios
De aquí que le Indio sea ligeramente más noble que el
Cadmio. La superficie de este metal se pasiva con facilidad
al igual que mu�hos otros.
Las reacciones químicas resultantes, de lentitud relativa,
dan al Indio aparentemente una nobleza de la que podría
predecirse sus propiedades termodinámicas. El Indio se
disuelve lentamente en ácidos minerales diluidos frío, y
más rápidamente en caliente o con ácidos concentrados.
93
El metal masivo no es atacado perceptiblemente por el
agua en ebullición ó los álcalis, pero el Indio finamente
dividido (esponja ó polvo) forma hidróxidos en contacto
con el agua.
Electroquímica
La tendencia del Indio de formar ligazones covalentes es
una de las propiedades más importantes que influencian
su conducta electroquímica. La baja conductividad de las
soluciones de Indio es una "indicación de esta tendencia en
algunos electrolitos tales como el sulfato, el fluoruro y el
perclorato; la reacción de los electrodos requiere alta
energía de activación, mientras que en otras sales como el
cloruro, bromuro y ciertas soluciones orgánicas, las
reacciones son reversibles.
Generalmente el electrolito es un cloruro de Indio,
empleándose ánodos y cátodos de Indio.
La propiedades electroquímicas del Indio pueden ser
estudiadas en el polarógrafo.
Resistencia a la Corrosión
El Indio puro es resisten te a la corrosión en el aire a
temperaturas ambientales, pero a temperaturas elevadas
se oxida rápidamente a trióxido.
94
El Indio resiste al ataque de los á,.cidos orgánicos que se
originan por la descomposición de los aceites lubricantes
bajo las condiciones de operación. Su uso en rodamientos
y chumaceras se basa en parte a esta propiedad.
Tabla D.18.- Usos del Indio Metálico
25% de la producción Rodamientos de autos
45% de la producción Manufactura de transistores
20% de la producción Aleaciones para soldaduras
Otros usos como electro-
plateado, aleacciones para
10% de la producción varillas·de reactores nucleares,
artefactos electroluminiscentes,
semi-conductores, etc.
Chumaceras
Anteriormente el mayor empleo comercial del Indio fue en
chumaceras y en la actualidad aunque en menor rango
sigue siendo una aplicación de magnitud del Indio de
grado standard 99,97%.
La adición del Indio a las chumaceras mejora la dureza y
la consistencia; la resistencia a la corrosión se in cremen ta
debido a que ofrece una superficie más impregnable dando
como resultado mejores propiedades contra el desgaste.
95
Una chumacera típica fabricada por "VANDERVELL
PRODUCTS LIMITED LONDON", consiste de una
chumacera de Plomo-Bronce con soporte de acero y una
capa de Indio. Este tipo de chumacera se usa en
cantidades sustanciales en automóviles europeos.
Otros tipos de chumaceras conteniendo Indio, se emplean
en los pistones de avión y en camiones de servicio pesado.
En la manufactura de semi-conductores para las uniones
de los transistores de Germanio el Indio encuentra gran
aplicación. En esta aplicación el Indio actúa como un
agente dopador en la formación del germanio tipo p. Un
transistor típico p - n - p se forma aleando discos o esferas
de Indio en cada lado del tipo n de Germanio. Al enfriarse
el Germanio en el área de la aleación recristaliza como tipo
p dando una unión p - n - p. Los requerimientos rigurosos
por la industria de los semi-conductores ha dado lugar al
desarrollo de Indio de alta pureza y a métodos de
fabricación del Indio y sus aleaciones en formas donde la
tolerancia de las dimensiones es muy estricta.
Ahora se encuentra disponible una gran variedad de
formas como discos, esferas, cuadrados, rectángulos y
arandelas, todos químicamente controlados.
96
Aleaciones
El Indio es capaz de formar aleaciones con una gran
variedad de metales. El mayor uso de estas aleaciones
es en soldaduras cuyos puntos de fusión varían desde
l 18ºC para las soldaduras de eutéctico Indio - Estaño,
300ºC para las aleaciones Plomo - Indio - Plata y hasta
800ºC para las aleaciones Cobre - Oro - Indio, soldadura
tipo fuerte ó para latones.
Galvanoplastia
Las propiedades electrolíticas del ión In+++ posibilitan
muchas aplicaciones interesantes con la electro
deposición. Este ión puede ser más complejo en varios
grados con diferentes aniones, en particular aquellos con
números de coordinación de 4 y 6, ajustando la variación
de aniones (Cl-, CN-, etc), la concentración, el pH, etc, el
potencial de polarización puede ser controlado y la co -
deposición de las aleaciones mejorada.
Compuestos 111_ y V.
Durante los últimos 15 años se ha llevado a cabo
considerable trabajo de investigación en la clase de semi -
conductores conocida como compuestos 111 - V. Estos
compuestos comprenden dos elementos, uno de cada
· gni po IIIA y VA de la tabla periódica, pero en general con
97
exclusión del Talio y Bismuto. Los compuestos de Indio
con el fósforo, arsénico y antimonio han sido investigados.
El Indio de COMINCO grado 69, que es el de más alta
pureza comercial hoy en día, fue desarrollado por la
preparación de estos compuestos.
Tabla D.19.- Aleaciones Comunes del Indio
Registro de
Nombre Manufactura Otros metales Aplicaciones
Comercial
Formación de
CERRO aleaciones de CERRO LOW Bi, Pb, Sn, Cd
CORPORATION expansión
controlada
WESTERN GOLD Soldadura de INCURO Au,Cu
Co tubos al vacío
Sellos INCURSIL PLATINUM Co Ag,Cu
herméticos
Soldaduras de
INDALOY INDIUM Co. Pb,Sn,Ag bajo punto de
fusión.
Higiene Industrial y Toxicidad
A través de más de 20 años de experiencia industrial se
puede afirmar que no hay toxicidad ó peligro para la salud
asociada con el uso industrial de este elemento.
La compañía COMINCO LTD. tiene muchos empleados que
se encuentran trabajando continuamente y por períodos
98
que exceden a los 1 O años en procesos donde
las operaciones metalúrgicas exceden temperaturas
de 1 OOOºC a través de la preparación de aleaciones, semi
- conductores y compuestos químicos. Esta compañía ha
reportado que nunca ha habido ningún incidente respecto
a la salud en general ó a irritación de la piel.
PRODUCCION.-
Detallamos en la tabla Nº D.20 y figura Nº D.8 la
producción de Indio refinado, correspondiente al año fiscal
1 999 "DOE RUN PERU":
Tabla D.20 .- Producción de Indio Refinado Año
Fiscal 1 999 (kg):
Meses Producción (kg) # Lotes
Noviembre 404,430 13
Diciembre 435,540 14
Enero 373,320 12
Febrero 248,880 8
Marzo 311,100 10
Abril 404,430 13
Mayo 404,430 13
Junio 435,540 14
Julio 435,540 14
Agosto 373,310 12
Setiembre 342,120 11
Octubre 406,388 13
Total 4 575,028 147
FIGURA N° D.8.- PRODUCCION INDIO REFINADO AÑOS FISCAL 1 999 (kg)
500,000
450,000
400,000
- 350,000e, -
z 300,000 o-8 250,000::::> 8 200,000
0. 150,000
100,000
50,000
0,000
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e e .o .o
E ::J -Q) o � o a.
Q)
en
100
Cabe mencionar que para el año fiscal 1 999 la producción
estimada fue fijada en 12 lotes/mes (373,32 kg) <> 144
lotes/ año ( 4 4 79 kg)
1 lote = 3 1, 11 kg de Indio refinado
En la Tabla Nº D.21 y figura Nº D.9 detallamos la producción
anual de Indio refinado durante los áños 1 990 - 1 999.
Tabla D.21.- Producción anual de Indio refinado 1 990 -
1999 (kg):
Años Producción (kg)
1 990 2 901,334
1 991 3 145,505
1 992 3 053,054
1 993 3 193,050
1 994 4 049,104
1 995 5 074,655
1 996 4 309,992
1 997 3 802,050
1 998 4 200,861
1 999 4 575,028
666�
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o o o o o o
o o o o o o
(O LJ') "<t" (") N ......
(6>t) u9p:>np0Jd
102
Para finalizar mencionamos en la Tabla Nº D.22 los clientes
que compran el Indio refinado.
Tabla D.22.- Clientes de Indio refinado
Compañía Nacionalidad
Corporación de América Norteamericana (New York)
COMETO X Italiana
SANAB China
INDUIN CORPORATION Norteamericana
WOGEN- RESOURCES Inglesa
COMPANHIA PARAIBAN Brasileña
E.- ACTIVIDAD PROFESIONAL DESARROLLADA DE MAYOR
IMPORTANCIA EN LA EMPRESA
E.1.- OPTIMIZACION DEL PROCESO DE CEMENTACION
DE INDIO MEDIANTE LA SUSTITUCION PARCIAL
DEL POLVO DE ZINC POR "SCRAP" DE ZINC.
E.1.1.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la Planta Electrolítica de Zinc (Casa de
Celdas) se generan residuos sólidos
denominados "SCRAP" de Zinc, el cual se
produce diariamente en una cantidad de 1,2 ton.
103
producto del deslarninado "STRIPPING" de los
cátodos de Zinc, El "SCRAP" de Zinc
anteriormente era recirculado a la unidad de
fusión y moldeo mediante un horno "AJAX
MAGNETHERMIC" de 2 000 kw en donde se
cargaba en forma dosificada conjuntamente con
los cátodos producidos ocasionando
contaminación a los lingotes de Zinc por alto
contenido de Pb (Pb > 20 ppm}, no cumpliendo
con el "standard" de calidad del Zinc refinado de
"DIE CASTING GRADE" (DCG}, 99,995% de
pureza.
Es así que al incrementarse el "stock" de
"SCRAP" de Zinc se vió la necesidad de utilizarlos
en otras plantas de la división. Como una
alternativa de tratamiento de éstos residuos, se
efectuaron diversas pruebas en la Unidad de
Hidrometalugia de la Planta "ZILERET" desde el
mes de Octubre de 1 998 haciendo uso del
"SCRAP" en los procesos de neutralización de las
soluciones ácidas ricas en Indio, obteniéndose
un buen concentrado de Indio (5% In) y
reduciendo el consumo de polvo de Zinc de 38
t/mes a 8 t/mes en los procesos de Cementación
de Indio.
104
E.1.2.-OBJETIVOS
1. Reducción de costos debido al menor tonelaje
de polvo de Zinc usado en las precipitaciones
y/o cementaciones de Indio.
2. Garantizar una producción continua de Zinc
refinado, cumpliendo el estándar de calidad
de grado "DIE CASTING GRADE" (99,995% de
pureza), en cantidad suficiente y controlando
el efecto ambiental.
3. Mejorar la extracción y recuperación del Indio
presente en la solución ácida.
4. Elevar el contenido de Zinc en la solución
"BARREN", efluente de la Unidad de
Hidrometalurgia, la cual actualmente es
derivada hacia la planta de lixiviación para su
posterior tratamiento.
E.1.3.-DESCRIPCION DE LOS PROCESOS
HIDROMETALÚRGICOS DE LA PLANTA
ZILERET.
INTRODUCCION
En la Unidad de Hidrometalurgia de la Planta
"ZILERET" se lleva a cabo el tratamiento de los
óxidos esfumados "FUME", provenientes del
horno "KILN".
105
En una primera etapa se realizan procesos de
lixiviación sol u bilizando algunos óxidos
presentes tales como: Zn, Cd, Cu, Fe, etc.
Produciéndose ZnSO4, para terminar se realiza
la Cementación de Indio.
Por consiguiente en esta unidad se obtienen los
siguientes productos:
- Soluciones ZnSQ4 y "BARREN": que son
enviadas a la planta de lixiviación,
contribuyendo en la recuperación de Zn, en
todo el circuito de Zn.
- Residuo de Pb; que es enviado a la fundición
de Pb.
- Residuo de Indio: que es enviado a la Unidad
de Indio para su posterior tratamiento.
En ésta unidad laboran 04 personas por guardia
distribuidos de la siguiente manera:
O 1 "Leachero" I: encargado de los procesos de
lixiviación ácida y de la cementación de Indio.
O 1 "Leachero" 11: encargado de los procesos de
lixiviación neutra, recepción de "SPENT" y
envío de soluciones ZnSQ4 y "BARREN".
106
02 Filtreros; encargados de descargar los filtros
prensas números 2, 3 y 5 de acuerdo a
requerimientos.
DESCRIPCION DETALLADA DE PROCESOS Y
OPERACIONES.-
LIXIVIACION NEUTRA
Objetivos
Tiene por finalidad sol u bilizar el Zn en forma
casi total y también algo de Cd y Cu; además de
mantener insolubles a los demás elementos.
Descripción General.
Se usa "SPENT", el cual es enviado desde Casa
de Celdas y almacenado en un tanque
(capacidad aproximada 57 750 litros). La materia
prima es el "FUME" (óxidos esfumados)
provenientes del horno "KILN", los cuales son
almacenados en una tolva con capacidad de 85
toneladas.
Los óxidos esfumados son alimentados a los
tanques . de lixiviación neutra a través de un
activador, de aquí a un alimentador de gusano y
a una balanza "MERRICK"; el activador de la
tolva es un sistema regulador de flujo, evita las
aglomeraciones en forma de caverna de polvo
107
dentro de la tolva y
alimentador previene
internos del material.
el gusano vibrador
posibles derrumbes
Para el control de adición de carga se cuenta con
un Contómetro en la faja balanza de "FUME".
La agitación en éste proceso debe hacerse en
forma continua, durante toda la reacción (3
horas), con el fin de mantener la temperatura de
reacción a 80ºC. Se usa agitador de paletas
accionado por un motor reductor, también se
usa aire y vapor en el proceso.
Los tanques de lixiviación neutra (2) son de
madera, forrados interiormente con forro de
Plomo las paredes y en su base llevan ladrillos
anticorrosivos forrados con Cromo.
Procedimiento Operativo.
l. Cargar "SPENT" 16 000 litros a cualquiera de
los tanques de lixiviación neutra, que estén
vacías (aprox. 226 cm).
2. Analizar acidez del "SPENT" (rango 135-154
g/1) y determinar su peso específico (1 222 g/1
promedio) con agitación constante.
108
3 . Cálculo para adicionar la primera carga de
"FUME":
1ra carga = F1(Hi+ - 15)
Donde F1 : Factor del "FUME LEACH"
anterior� 13 -18
Hi+ : Acidez inicial del "SPENT" ( 1 ra acidez)
15 : 2da. acidez.
4. Con la primera carga de "FUME" se adiciona
MnÜ2(s) (precipitador de Fe++) y facilitar la
separación de las impurezas Fe, As, Sb, Sn,
etc.
Cantidad de MnO2(s) a agregar para oxidar
Fe+2 a Fe+3.
55,85 86,93
1ra. Carga x 1,8% de Fe en el "FUME".
X = 0,018(l rª carga) x 86,93 = B kg Mnü2 2 X 55,85
El mineral empleado tiene 65% de Mn02.
B 0,65
= C
kg mineral LEACH
109
5. Terminado de cargar el "FUME" de la ira.
Carga se deja agitando 1 hora y luego se
calcula la 2da. acidez (debe estar en el rango
de 15 g/1.)
6. Se analiza Fe+2, debe estar 10 mg/1 después
de la primera carga, esto es importante ya que
el resto del Fe+2 ya se oxidó a Fe+3 lo cual
luego como Fe(OH)3 ayudará a precipitar al As
y el Sb.
7. Cálculo del nuevo factor F2 para calcular la
2da. carga.
1 ra. Carga = F2(Hi+ - Hf+)
F2 = nuevo factor
Hi+ = acidez inicial
Hf+ = acidez final
1ra , carga F
2 = Hi+ - Hf+
8. Se determina la cantidad de Fe+2 el cual debe
ser< 10 mg/1.
9. Luego se añade exceso de "FUME" hasta
conseguir un pH: 5,0 - 5,2
110
FUME total= Ira carga+ 2da carga+ exceso
- Tiempo de reacción = 03 horas.
- Temperatura del proceso: 80ºC (se usa vapor)
- Una vez terminado el proceso se filtra por el
filtro prensa Nº 2; la solución ZnSO4, ó impura
se almacena en los tanques "CHECKS" 3 y 4
de donde luego se enviará al tanque 3 de
"SPENT" de la plan ta de lixiviación y otra parte
se enviará hacia el tanque de ZnSQ4 de la
unidad de preparación. El residuo ó "CAKE"
pasa a los tanques de lixiviación ácida para su
posterior tratamiento.
NOTA.- La forma de la determinación de la
acidez y del Fe+2 se indica más adelante en los
Apéndices A y B.
Reacciones químicas principales.
En la lixiviación neutra se disuelven en el
"SPENT", los óxidos presentes en el "FUME",
siendo las reacciones las siguientes:
a) Soluciones:
ZnO<sJ + H2S04(ll 7 ZnS04¡1¡ + H20 (1)
CdO¡s¡ + H2S04{ll 7 CdS04¡1¡ + H20 (2)
CuÜ(sJ + H2S04¡1¡ 7 CuS04<1J + H20 (3)
FeÜ(sl + H2S04¡1¡ 7 FeS04¡1¡ + H20 (4)
111
b) Precipitados;
Otros elementos tales como Sn, Sb, As, Fe
que impurifican la solución de sulfato,
inicialmente son disueltos como sulfato para
luego por acción oxidante del MnO2 y pH de
neutralización pasa a formar precipitados
para su neutralización.
c) Reacciones de eliminación de impurezas : Fe
FeO¡s¡ + H2S04(1J 7 FeS04(1J + H20
Fe203(sl + 3H2S04(1J7Fe2(S04)3 + 3H20
(6)
(7)
2FeS04(ll + 2H2S04 + Mn02 7 F�{S04)3 + MnS04 + 2H20 (8)
F�(S04)3(ll + 3ZnO(sl +3H20 7 2Fe(OH)31sJ-l- + 3ZnS04¡1¡ (9)
La precipitación del Fe(OH)3 está relacionado
con el pH; consiguiéndose esto desde un pH
2,6 y termina a un pH 5,2 en la que la
solución de ZnSQ4 se vuelve solución
"BUFFER".
El Fe(OH)3 precipitado entre pH 2,6 - 4,0 es
un coloide, el cual es dificil de filtrar, la
coagulación de éste empieza a un pH > 4,0.
112
Influencia del Fe en la precipitación de
Impurezas.
La forma como el As y Sb son eliminados se
explica como sigue:
Eliminación por Carácter Químico
Se dice que el As y Sb están en forma de ácido y
que en presencia del Fe(OH)3 dan la sal compleja
respectiva, la cual es insoluble:
A$:2O3(s) + 3H20 7 2HaAsO3 c11 en medio ácido (10)
Sb2O3 (si + 3H2O 7 2H3SbO3 (11 en medio ácido (11)
4Fe(OH) 3 + HaAsO3 c11 7 Fe4Ü5 (OH)�s¡s¡ + SH2O (12)
4Fe(OH) 3 + H3SbO3 ¡11 7 Fe4Ü5 (OH) 5Sbcs1 + SH2O (13)
Eliminación de As y Sb: Coprecipitación por
Absorción.
Se debe posiblemente a que el Fe(OH)3 cuando
empieza a precipitar presenta una gran
superficie pues se trata de una forma coloide
que al coagular aprisiona al As y Sb
eliminándose de la solución.
* Muchos elementos presentes como óxidos
pasan al "CAKE" del filtro prensa Nº 2, debido
113
al exceso de "FUME" agregado en la
preparación del "LEACH" neutro.
** Elementos insolubles en la solución ZnSO4, se
debe a arrastres por defecto en las filtraciones.
LIXIVIACION ACIDA.-
ObjetiV'o
La lixiviación ácida tiene como objetivo
solubilizar el Indio en forma de sulfato de Indio a
un pH de O, 1 - O ,2. Además, hace que precipite
el Pb, Fe, Zn, etc. en forma de sulfatos,
hidróxidos y óxidos.
Descripción General
El proceso de lixiviación ácida se lleva a cabo en
02 tanques de madera forrados interiormente
con Plomo. Dichos tanques tienen instalados en
su interior 02 calentadores · de vapor colocados a
ambos extremos que permiten mantener la
temperatura del proceso en forma constante por
adición de vapor.
La materia prima para éste proceso viene hacer
el residuo "CAKE" que proviene del filtro prensa
Nº 2, el cual es lixiviado con ácido sulfúrico a un
pH O, 1 - 0,2 y a 75ºC para disolver el Indio y
114
precipitar principalmente el Plomo como
sulfato. El tiempo del proceso es de 5 horas, con
agitación continua, luego de ser filtrado se
obtiene dos productos; el residuo "CAKE" de
Plomo, que es almacenado en la cancha de
secado para su posterior envío a la fundición de
Plomo; en tanto que el líquido (solución ácida) se
almacena en 02 tanques de neutralización para
su posterior tratamiento en el proceso de
precipitación.
Procedimiento Operativo
1. En el tanque de ácido - "LEACH" se carga 70
cm de "SPENT" (4 970 litros) y se procede a
arrancar la agitación.
2. Luego se añade el residuo de 02 lixiviaciones
neutras completas del filtro prensa Nº 2
(prensas llenas) y se abre la válvula de vapor
en una cantidad moderada (20% de abertura).
3. Se agrega H2SO4 de 200 300 litros,
dependiendo de la cantidad de residuo y
regular la acidez inicial a 140 g/ l.
4. Luego de una hora de agitación y con
una acidez estabilizada en 140 g/ 1, se
115
adiciona 5 kg de KMnQ4 ó 50 kg de MnO2
para disminuir el contenido de Fe++ .
También se chequea el pH, el cual debe estar
comprendido entre O, 1 - 0,2. Si el pH fuera
mayor de 0,2 se añade más H2SO4 para
obtener el pH requerido.
5. Posteriormente a la 4ta hora de reacción se
chequea el contenido de Fe++, de acuerdo a la
cantidad se adiciona MnO2 hasta bajar el Fe++
a< 10 mg/1.
6. Luego de 5 horas de agitación se verifica la
acidez el cual debe estar entre 110 - 115 g/1,
y el peso específico que oscila entre 1 550 -
1 600 g/1.
7. Se agrega agua para diluir la solución a un
peso específico del 1 460 g/ 1, con una acidez
antes de filtrar de 95 g/1 y a una temperatura
de 75ºC.
8. Luego se procede a filtrar, obteniéndose un
residuo (CAKE de Plomo), el cual es
descargado al piso y una solución de sulfato
de Indio; el cual se almacena en 02 tanques
de neutralización.
116
Reacciones Químicas
Como elementos solubles pasan a la solución el
Indio, Zinc, Hierro, Cobre, Arsénico, etc. del cual
se recupera al Indio, se obtiene las siguientes
reacciones principales:
7 In2 (S04) 3(11 + 3H20
7 In2 (S04) 3(11 + 6H20
(1)
(2)
Por exceso de FUME cargado en la lixiviación
neutra pasan como óxido que con el H2S04
agregado forman:
CUÜ(s) + H2S04 7 CuS04(11 + H20 (4)
FeÜ(s) + H2S04 7 FeS04(tl + H20 (5)
ZnÜ(s) + H2S04 7 ZnS04(tl + H20 (6)
CdO(sl + H2S04 7 CdS04(tl + H20 (7)
Fe203(sl + 3 H2S04 7 Fe2(S04)s¡1¡ + 3H20 (8)
Parte del As y Sb pasaran a la solución por la
formación de · sulfato en medio oxidante, de
acuerdo a:
X203(sl + 8H2S04 + 2KMn04 � X2(S04)s111 + 2MnS04 +
:&!S04+ 8H20
Donde X : As y Sb
(9)
Como elementos insolubles permanecen en el
residuo: Pb, Ag, Sn, Sílica y parte de As y Sb.
117
Pb0(s) + H2S04 "7 PbS04(s) + H20
2AgCl¡s) + H2S04 "7 �S04(s) + 2HC1
(11)
(12)
Efectos del KMn04 en la Lixiviación Acida
Por ser este compuesto de carácter oxidante se
consigue llevar a las impurezas a su máxima
valencia para ser precipitado y eliminado en el
residuo de Pb a excepción del sulfato férrico
(Fe2(S04)3) que pasará en solución.
l0FeO¡s¡ + l8H2SO4 + 2KMnO4¡s¡ 7 SFe2(SO4)3¡1¡ + 2MnSO4 +
K2SO4 + l8H2O (13)
Una parte mínima de Fe2(SQ4)3, precipitará como
Fe(OH)3 especialmente al ser lavado el residuo de
Plomo en el filtro prensa Nº 3.
Precipitación de Impurezas por el efecto del
KMn04.
- PbO + SH2SO4 + 2KMnO4 7 Pb(SO4)2 + 2MnSO4
+ K2SO4 + SH20 + 202 (15)
SnO + SH2SO4 + 2KMnO4 7 Sn(SO4)2 + 2MnSO4
+ K2SO4 + SH20 + 202 (16)
(2)
SSnSO4 + 8H2SO4 + 2KMnO4 7 SSn(SO4)2
+ 2MnSO4 + K2SO4 + 8H20
-Sn(SO4)2 + PbSO4 + 6H2O 7 SnPb(SO4)3 . 6H2O¡s¡
(17)
(18)
118
PRECIPITACION DE INDIO.-
Objetivo:
Este proceso tiene por finalidad cernen tar el
In2 (SQ4)3 como indio metálico a través de la
adición de pulpa de polvo de Zinc, en forma
gradual.
Descripción General
La cementación de Indio se lleva a cabo en
02 tanques de madera forrados interiormente
con Plomo y en su base llevan ladrillos
anticorrosivos. La materia prima es la solución
ácida producto de la filtración de un proceso de
lixiviación ácida.
Se usa polvo de Zinc como medio cementante; ya
que por ser, el polvo de Zinc, más electropositivo
precipita en sus estados metálicos de In, Cu, As,
etc. Actuando y quedando en solución el Fe+2 .
La adición del polvo de Zinc se hace en forma de
pulpa y se dosifica manualmente a través de una
tolva embudo y una tubería de PVC de 3"<!>. El
tiempo del proceso es de 3 horas; la agitación es
continua y se hace a través de un agitador de
paletas, la temperatura del proceso tiene que
119
mantenerse en 80ºC, lo cual se consigue con la
inyección de vapor de H20.
La reacciones químicas se detallan en la pág.
121.
Procedimiento Operativo
1. La solución ácida almacenada en los tanques
de neutralización es bajada y cargada 7 650
litros a cualquiera de los tanques de
precipitación que éste vacío (170 cm).
2. Analizar la acidez de la solución ácida (rango
30 -35 g/1; actualmente se neutraliza con
SCRAP de Zinc para bajar la acidez de 90 a
35 g/1.
3. Luego con agitación se procede a agregar
polvo de Zinc gradualmente para subir el pH
hasta 4,2; el polvo de Zinc debe agregarse con
agua, cuidando de no sobrepasar éste valor
de pH ya que precipitaría el Indio. El agregado
de pulpa de polvo de Zinc se hace en forma
gradual, con el fin de reducir primero todo el
Fe+3 a Fe+2 y evitar que se forme el Fe(OH)3 lo
cual causaría problemas en la filtración.
4. Se determina el peso específico de la solución,
el cual debe ser 1 300 - 1 310 g/1, caso
contrario se diluye usando agua.
120
5. Temperatura del proceso: 80ºC.
6. Tiempo del Proceso: 3 horas (incluida la etapa
de neutralización).
7. U na vez terminado el proceso se filtra por el
filtro prensa Nº 5 separándose aquí una
solución "BARREN" y un residuo o "CAKE"
(concentrado de Indio).
La solución "BARREN" llega a un tanque chico de
almacenamiento de donde rebosa hacia el tanque
"CHECK" Nº 1, previa coordinación con la
Supervisión de la Planta de Lixiviación es
bombeado hacia el tanque de "SPENT" Nº 1 de
"LEA CH", ya sea como "BARREN" puro ó como
mezcla con ZnSO4.
El "CAKE" ó concentrado de Indio es llevado en
cilindros hacia la Unidad de Indio para su
posterior tratamiento.
Nota: Para realizar éste proceso debe estar
trabajando la ventiladora extractora de gases de
la unidad y operando en forma eficiente tan to la
ventiladora como sus alarmas (eléctrica y
neumática), debido a que se produce arsenamina
en éste proceso, el cual es un gas sumamente
peligroso para el ser humano debido a que ataca
a los riñones y envenena la sangre.
121
Reacciones ·Químicas
El ácido libre en la solución reacciona con el Zn:
(1)
Precipitarán con el Polvo de Zinc los siguiente
elementos:
In2(S04)3 + 3Zn¡s) "7 2In¡s¡ + 3ZnS04 (2)
Cu(S04)¡1¡ + Zn¡s¡ "7 Cu¡s¡ + ZnS04 (3)
A52(S04)3 + 3Zn¡s) "7 2As¡s¡ + 3ZnS04 (4)
Sn(S04)¡11 + Zn¡s¡ "7 Sn¡s¡ + ZnS04 (5)
Cd(S04)(1¡ + Zn¡s¡ "7 Cd¡s¡ + ZnS04 (6)
La presencia del As en formas de ácido dará
lugar a la formación de arseniatos insolubles,
según las reacciones:
2H�s03¡1¡ + 3CuS04(ll "7 Cll3(As03)2 + 3H2S04 (7)
2H�s03¡1¡ + In2(S04)3 "7 2 InAs03¡s¡ + 3H2S04 (8)
(9)
Formación de Arsenamina
La formación de la Arsenamina (AsHa) en la
precipitación de Indio es debido a la reacción del
Polvo de Zinc con el H2S04 libre en presencia de
As, según la siguiente reacción:
122
FILTROS PRENSAS.-
Teoría de la Filtración
La filtración se desarrolló como arte · práctico,
más que como ciencia, la teoría de la filtración es
valiosa para interpretar análisis de laboratorios,
buscar las condiciones óptimas de filtración y
predecir los efectos de los cambios en las
condiciones operacionales; el uso de la teoría de
la filtración está limitado por el hecho de que las
características de filtración se deben determinar
siempre en la lechada real de que se trate, los
cuales no son aplicables a otras.
Casi siempre la filtración, da como resultado la
formación de una capa ( ó torta), de partículas
sólidas en la superficie del cuerpo poroso, que es
con frecuencia una tela que forma el medio de
filtración. Una vez que se forma ésta capa, su
superficie actúa como medio de filtro de modo
que los sólidos se depositan y se agregan al
espesor de la torta, mientras que el licor claro
pasa por ella.
Efecto de la Viscosidad
La velocidad de flujo de filtrado en cualquier
instante es inversamente proporcional a la
viscosidad de filtrado. A veces se reduce la
123
viscosidad mediante la dilución, dando una
ganancia neta de la velocidad de filtración a
pesar del mayor volumen de filtrado.
Efecto de la Temperatura
A temperatura más altas permiten velocidades
más elevadas de filtración
Efecto del Tamaño de Partículas
El tamaño menor de partículas da como
resultado velocidades más bajas de filtración y
contenido más alto de humedad de la torta; pero
a veces, también una mayor eficiencia de lavado.
El tratamiento químico de las partículas puede
dar como resultado la floculación de partículas
finas en aglomerados mayores y más filtrables.
Efecto del Tipo del Medio de Filtración
En la selección del medio pata una filtración
dada, se debe alcanzar un equilibrio entre un
tejido tan abierto como sea factible para reducir
los atascamientos y tan apretado como sea
necesario para evitar la purga excesiva de
partículas finas. El efecto del atascamiento de la
tela sobre la velocidad de filtración es tan
124
apreciable que será con frecuencia, la causa del
reemplazo de la tela.
FILTROS PRENSAS USADOS EN LA ·UNIDAD
DE HIDROMETALURGIA.-
En la Unidad de Hidrometalugia se usan filtros
prensas de placas y marcos (marca "SHRIVER");
ésta prensa es un conjunto de placas sólidas
alternas, cuyas caras están horadadas
ranuradas ó perforadas para permitir el drenaje,
y marcos huecos en que se recoge la torta
durante la filtración. Un medio de filtración, por
lo común tela, cubre las dos caras de cada una
de las placas.
Por lo común las placas y marcos son
rectangulares; los cuales se suspenden en
posición vertical sobre un par de barras de
soporte. Durante la filtración se comprime en un
cierre sustancialmente hermético al agua entre
dos seiniplacas de extremos una fija y otra
móvil, mediante un tornillo de molinete, una
rueda dentada y una barra de pasador, un
engranaje y un piñón ó un ariete hidráulico.
El canal de filtrado va a lo largo de toda la
prensa y descargan por llaves individuales
( descarga abierta), tales como las prensas Nº 2 y
!i
125
3 y otros como el filtro prensa Nº 5 tiene
descarga cerrada la cual pre sen ta una tu hería de
descarga en un extremo.
En la Unidad de Hidrometalugia se cuenta con
los siguientes filtros prensas:
a) Filtro Prensa Nº 2:
Objetivo : Filtrar la solución de la lixiviación
neutra.
Marca
Nº de Platos
: SHRIVER
: 42
Material : Polipropileno
Tipo de Descarga-: Abierta
Tela Filtrante . : Lona Polymax (de nylon)
Presión de Operación (gata): 4 000 PSI
Medida de los Platos :36"x36"xl"
b) Filtro Prensa Nº 3:
Objetivo : Filtrar la solución de la lixiviación
ácida.
Marca
Nº de Platos
: SHRIVER
: 37
Material : Acero Inoxidable
Tipo de Descarga : Abierta
Tela Filtrante : Lona Polymax (de nylon)
Presión de Operación (gata): 4 500 PSI
Medida de los Platos : 32" X 36" X 1"
126
e) Filtro Prensa Nº 5:
Objetivo
Marca
Nº de Platos
: Filtrar la solución de las
Precipitaciones.
: SHRIVER
: 23
Material : Polipropileno
Tipo de Descarga : Cerrada
Tela Filtrante : Lona Polymax (nylon)
Presión de Operación (gata): 4 000 PSI
Medida de los Platos :24" x24"xl"
F.- ALCANCES DEL USO DE SCRAP DE ZINC EN LOS
PROCESOS DE CEMENTACION DE INDIO.-
El "SCRAP" de Zinc es usado fundamentalmente como medio
neutralizante de las soluciones ácidas provenientes de la
Lixiviación Acida caliente conteniendo Indio en solución
[In2(SO4)3], para el efecto de éste proceso, se sigue la siguiente
· secuencia.
1. Primero se determina la acidez libre inicial de la solución
ácida, que debe tener de 90 a 110 g/1 en el tanque Nº 2 ó 3
de neutralización de la Unidad de Hidrometalugia.
2. Seguidamente se agrega el "SCRAP" de Zinc mediante un
embudo hacia el tanque de neutralización, en forma
gradual, manteniendo la solución en el tanque con
127
agitación constante y luego de 1 hora controlar la acidez de
la solución en proceso de neutralización, hasta "bajar" a 35
g/ 1 de acidez libre.
3. Una vez neutralizada la solución a 35 g/1 (pH = 1,3), se
baja la solución por gravedad hacia los tanques 1 y 2 de
precipitación, con la finalidad de procesar la cementación
de Indio, usando el polvo de Zinc como agente cementante
para dicho fin.
Tabla F.1.- Análisis Química de Impurezas del SCRAP de
Zinc en(%) peso:
Cu Pb
1Fe Cd
0,01 0,05 0,02 0,01
La producción diaria de "SCRAP" de Zinc es aproximadamente
. 1, 2 toneladas; el uso del "SCRAP" de Zinc permite reducir el
consumo de polvo de Zinc, no produciéndose cambios en las
condiciones del proceso y producción; como se puede apreciar
en las siguientes tablas de comparación.
TABLA F.2.- CONSUMO DE POLVO DE ZINC Y PRODUCCIÓN DE CONCENTRADO DE INDIO
1998 Consumo de Nº de Polvo de Zinc por Producción de
% de In en el Concentrado de
Meses Polvo de Zn (t) Precipitaciones Precipitación (kg) In (t)
Concentrado
ENERO 32,550 71 458 9,227 3,50
FEBRERO 34,148 78 438 9,902 4,80
MARZO 42,015 81 548 12,004 3,80
ABRIL 38,860 80 485 9,842 2,50
MAYO 46,255 89 520 12,850 4,10
JUNIO 39,695 79 502 10,050 4,50
JULIO 42,978 91 470 11,190 4,80
AGOSTO 34,113 68 502 10,150 4,00
SETIEMBRE 34,401 67 513 10,020 5,00
OCTUBRE(*) 7,144 67 107 11,120 3,70
NOVIEMBRE (*) 10,388 71 146 11,615 6,80
DICIEMBRE(*) 7,389 69 107 11,480 3,40
CONSUMO PROMEDIO: Enero - Setiembre = 38,335 t.
* Previa neutralización con SCRAP de Zn (Octubre - Diciembre) = 8,307 t.
129
Tabla F.3.- Calidad del Concentrado de Indio en(%) peso:
Proceso Cu Zn Cd Pb In As Fe
1 1,62 15,95 0,30 0,46 4,39 1,60 5,50
2 3,20 18,00 0,56 1,90 5,00 5,60 4,60
1. Proceso Normal
2. Proceso previa neutralización con "SCRAP" de Zn
Tabla F.4.- Solución BARREN en (g/1):
Proceso Zn T/Fe In As(*) Sb(*) Ge(*) Pb
1 101 32,0 0,02 2,8 0,70 0,80 < 0,01
2 110 26,0 0,01 3;0 0,80 0,20 < 0,01
(*) en mg/1
1. Proceso Normal
· 2. Proceso previa neutralización con "SCRAP" de Zn
Para terminar, se muestra en la figura Nº F.1 el Diagrama de
Flujo del Proceso de Cementación de Indio con Scrap de Zinc.
TANQUE Nº 1 LIXIVIACION ACIDA pH =0,1 - 0,2 T = 75ºC t = 5 horas AGITACIÓN
y ..
SCRAP DE Zn
y
SOLUCION ACIDA [H+]:90 - 110 g/1 1 TANQUE Nº 2 NEUTRALIZACION 7 650 lts
TANQUE Nº 2 LIXIVIACION ACIDA pH =0,1 - 0,2 T = 75ºC t = 5 horas AGITACIÓN
y
T = 70ºC AGITACION t = 1 hora
SOLUCION NEUTRALIZADA [H+] = 35 g/1 ..
y w
TANQUE Nº 1 PRECIPITACION pH = 4,2 T = 80ºC AGITACION
i
.. ..
TANQUE Nº 2 PRECIPITACION pH = 4,2 T = 80ºC AGITACION
�
POLVO DE Zn
CONCENTRADO DE INDIO SOLUCION BARREN RESIDUO DE PLOMO
FIGURANº F.1.- DIAGRAMA DE F LUJO DEL PROCESO DE CEMENTACION
DE INDIO CON SCRAP DE ZINC
131
G.- EVALUACION ECONOMICA
G.1.- CONTRIBUCION ECONOMICA AL CIRCUITO DE ZINC
G.1.1.- AHORRO EN EL CONSUMO DE POLVO DE
ZINC.
El polvo de Zinc usado en la cementación
de Indio es producido en la Planta de polvo
de Zinc, con una pureza de 98,5%. Su
aspecto físico es el de unas partículas muy
finas (- malla 200) de color metálico y tiene la
propiedad de arder con el fuego.
La producción mensual es de 365 toneladas de
las cuales el 85%· es para consumo interno,
utilizado en la Unidad de Purificación, Planta de
Cadmio # 1 y Planta "ZILERET". La diferencia
es para cubrir compromisos de venta.
La reducción del consumo de polvo de Zinc en
los procesos - de cementación de Indio de 38
t/mes a 8 t/mes (ver tabla F.2) originará un
ahorro significativo de 360 t/ año de polvo de
Zinc, siendo su precio de ven ta de 1 800 $ / t
(dato proporcionado por el Departamento de
Comercialización de Lima); por consiguiente se
generará un ingreso anual de US$ 648 000 por
ventas.
132
Asimismo, el consumo de "SCRAP" de Zinc es
aproximadamente 36 t/mes.
Eficiencia se fusión y moldeo = 96,5%
Pasando el "SCRAP" a lingotes de Zinc:
36,0 * 0,965 = 34,74 t/mes
Entonces, se deja de producir 34,74 t/mes de
Zinc al ser utilizado en los procesos de
Cementación de Indio.
Precio del Zinc (promedio) = 1 150 $/t.
Se deja de recibir anualmente, por no tratar el
SCRAP de Zinc en la unidad de fusión y
moldeo: 34,74 x 1150 x 12 = US$ 479 412,
ocasionando un ahorro anual de US$ 168 588
en Beneficio de la Planta "ZILERET" e Indio del
Circuito de Zinc.
G.1.2.- COSTOS DE PROCESAMIENTO.-
El Costo de Procesamiento de la Planta
"ZILERET" e Indio correspondiente a los años
fiscales 1 998 y 1 999 se presenta en las
siguientes Tablas:
133
Tabla Nº
G.1.- Costos de Procesamiento - Año
Fiscal 1 998.
Costo Indio Refinado Residuo Tratado
Periodo Planta Directo Producido
US$ t-s $/t-s Kg $ /kg
ZILERET 200 368 Nov.97 1 264 158,50 373,32 23,64
INDIO 8 827
ZILERET 130 899 Dic. 97 1 280 102,27 373,32 115,36
INDIO 43 066
ZILERET 205 656 Ene. 98 1 289
INDIO 45 638 159,54 248,88 183,37
ZILERET 119 985 Feb. 98 1 500 80,00 404,43 119,71
INDIO 48 416
ZILERET 163 033 Mar. 98 1 315 123,90 311,10 164,73
INDIO 51 246
ZILERET 142 461 Abr. 98 1 417 100,50 248,88 200,89
INDIO 49 996
ZILERET 162 451 May. 98 1 500 108,30 248,88 248,27
INDIO 61 790
ZILERET 139 797 Jun. 98 1 315 87,48 435,54 122,50
INDIO 53 352
ZILERET 209 975 Jul. 98 1 383 151,83 373,32 159,31
INDIO 59 472
ZILERET 141 099 Ag. 98 1 569 89,93 405,44 138,84
INDIO 56 293
ZILERET 135 241 Set. 98 1 612 83,90 373,32 135,51
INDIO 50 591
ZILERET 173 166 Oct. 98 1 240 139,65 404,43 125,06
INDIO 50 579
ZILERET 1 924 131 Total 16 684 115,33 4 200,86 137,89
INDIO 579 266
134
Tabla Nº
G.2.- Costos de Procesamiento - Año
Fiscal 1 999.
Costo Residuo Indio Refinado
Periodo Planta Directo Tratado Producido
US$ t-s $/t-s Kg $ /kg
ZILERET 146 727 Nov.98 1 289 113,83 404,00 109,04
INDIO 44 052
ZILERET 114 142 Dic. 98 1 507 75,74 436,00 121,25
INDIO 52 866
ZILERET 137 161 Ene. 99 1 134 120,95 373,00 124,98
INDIO 46 616
ZILERET 157 602 Feb. 99 1 037 151,98 249,00 167,46
INDIO 41 697
ZILERET 141 960 Mar. 99 1 378 103,02 311,00 148,92
INDIO 46 313
ZILERET 138 873 Abr. 99 1 277 108,75 404,00 102,49
INDIO 41 409
ZILERET 125 154 May. 99 1 486 84,22 404,00 125,04
INDIO 50 517
ZILERET 141 087 Jun. 99 1 378 102,38 436,00 87,46
INDIO 38 132
ZILERET 140 631 Jul. 99 1 542 91,20 435,00 102,48
INDIO 44 577
ZILERET 237 804 Ag. 99 1 223 194,44 373,00 119,94
INDIO 44 737
ZILERET 206 279 Set. 99 1 352 152,57 342,00 163,96
INDIO 56 076
ZILERET 152 671 Oct. 99 1 254 121,75 406,00 113,77
INDIO 46 189
ZILERET 1 840 091 Total 15 857 116,04 4 573 120,97
INDIO 553 181
135
Tabla Nº G.3.- Cuadro de Comparación de
Costos
Año Fiscal
Planta 1998 1999
Costo total (US$) 1 924 131 1 840 091
ZILERET Residuo Tratado (t-s) 16 684 15 857
$/ t-s 115,33 116,04
Costo Total (US$) 579 266 553 181
INDIO Indio Producido (kg) 4 200,86 4 573,00
$/ kilo 137,89 120,97
136
H.- CONCLUSIONES Y RESULTADOS FINALES.-
El trabajo desarrollado a nivel de planta usando "SCRAP"
de Zinc bajo las condiciones descritas, dio resultados
satisfactorios conforme puede apreciarse en los análisis de
laboratorio tanto de soluciones como de residuos obtenidos
y comparados con los del proceso normal.
Igualmente se ha logrado reducir el consumo de polvo de
Zinc en los procesos de cementación de Indio de 38 t/mes
a 8 t/mes. Un menor consumo de 360 toneladas de polvo
de Zinc, generará una ahorro anual de US$ 168 588 en
beneficio de la planta "ZILERET" e Indio del circuito de
Zinc.
Integrar la solución "BARREN" al circuito de Zinc, ya que
contienen alto contenido de Zinc y Hierro. Actualmente es
derivada hacia la Planta de Lixiviación para su posterior
tratamiento.
Finalmente, el costo de las instalaciones mecánicas, no
fueron significativos debido a que se disponía en planta de
tanques y accesorios menores.
137
111.- RESUMEN
El presente trabajo ha sido elaborado en base a las experiencias
realizadas en la Planta "ZILERET" e Indio del Circuito de Zinc de la
Empresa "DOE RUN PERU" - La Oroya División.
Con el propósito de alcanzar las metas y objetivos trazados dentro
del circ�ito del Zinc, relacionado a la Seguridad, Medio Ambiente,
Salud ocupacional, Producción con calidad y ReducGión de Costos,
así como cambios y modernización de los procesos metalúrgicos, se
efectuaron diversas pruebas en la unidad de Hidrometalurgia de la
Planta "ZILERET'' con la finalidad de reducir el índice de consumo
de polvo de zinc mediante el uso del "SCRAP" de Zn, como agente
neutralizante de la solución ácida rica en Indio, optimizando los
procesos de cementación de Indio, logrando mayor producción de
Indio refinado y reduciendo costos de procesamiento con respecto
al año fiscal 1 998, tal como se muestra en la Tabla Nº G.3.
Asimismo, se obtiene buenos resultados económicos, un ahorro
anual de US$ 168 588 por menor consumo logrado de Polvo de
Zinc, en beneficio de la Planta "ZILERET" e Indio del circuito de
zinc, el cual influye directamente en la mejora de la productividad
desde octubre de 1 998 hasta la fecha.
138
IV.- BIBLIOGRAFIA
l. Clyde R. Dillard. "Química, Reacciones, Estructuras,
Propiedades". Editorial Fondo Educativo Interamericano S.A.
Bogotá 1 977.
2. D.H.H. Haung, M. Chía Aquije. "Hidrometalurgia II" - Perú.
3. DOE RUN PERU, Enero 1 998, Plan de Negocios y Presupuesto
1 998, La Oroya Magazine, Nº 1 página 13.
4. DOE RUN PERU, Enero 1 999, Performance 1 998, La Oroya
Magazine, página 1.
5. · DOE RUN PERU, Septiembre 1 999, Programa de
Entrenamiento en Seguridad para Supervisores, Opto. de
Capacitación, La Oroya, páginas 1-3.
6. Falla Jorge R., 26/02/98, "La Oroya: Trayectoria y Futuro",
Minas y Petróleo, Nº 92. páginas 3-10
7. Reporte de Producción y Despachos, Noviembre 98 - Octubre
99, División de Zinc.
139
8. Robert H. Perry, Cecil H. Chilton; Biblioteca de Ingeniero
Químico, Sta Edición, Volumen Nº 5, Capítulo 19 - Me Graw -
Hill, 1 987.
9. Rudolf Wolff y Flemings, 14/01/99, "Mercado de Zinc", Minas
y Petróleo, Nº 135, páginas 8-9
10. Venancio Astucuri, "Principios de Hidrometalurgia y Algunas
Aplicaciones Fundamentales", Editorial Gol S.R.L., Perú 1 984.
140
V.- APENDICES
A. DETERMINACION DE LA ACIDEZ.-
a. Para Rangos Altos:
Muestra : 2 ml en 100 ml de H2O destilada en erlenmeyer
de 250 ml.
Indicador : 3 gotas de anaranjado de metilo
Titulante : Solución Na2COa al 2,2% = 22 g/1.
Viraje : De coloración rosada a anaranjado.
H2S04 + H20 + Na2C03 Anaranjado de metilo Na2S04 + H2C03 + H20
•
PM 98
Peq. 49
X
106
53
22
49x22 --- (ml. de Na
2CO
3)
53 x2ml
Gastos del titulante. ml. Na2COa =G
141
b. Para Rangos Bajos:
Sólo cambia la cantidad de muestra, se toma 10 ml de
muestra
49x 22 = 53 x 10 ml
(ml. de Na2C03)
= 2 g/1 (G)
Donde G = gasto en ml de Na2CO3
B. DETERMINACION DE Fe.
Muestra
Adicionar
Indicador
Titulante
Viraje
100 ml (muestra filtrada) en un erlenmeyer de
250ml.
15 ml. mixtura ácida
3 gotas de Difenilamina
Solución KMnQ4 al 0,0569% = 0,569 g/1
De coloración verde oscura a ligeramente
Violeta.
Reacción : MnQ4- + 5Fe+2 + 8H+ Difenilamm.,.Mn+2 + 5Fe+3 + 4H2O
Peso Equiv. 31,6 55,85
Mn+7 � Mn+2 + 5e
Fe+2 � Fe+3 + e-
mg/1 Fe+2
142
= X = 55,85 x 0,569 x 1000 {ml. KMnO )
31,6 X 100 ml 4
G= gasto de KMn04 = ml KMn04
mg/1 Fe+2 = 10 {G)
C. DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO (p.e)
- Se toma una muestra examen en una probeta de 100 ml.
- Se Coloca el densímetro, el cual al flotar indicará en la escala,
el valor del peso específico de la muestra o solución.
D. DETERMINACIÓN DEL pH
Se toma la muestra examen y se enfría hasta
aproximadamente a 25ºC.
Luego se lleva al potenciómetro, el cual se prende y se coloca
en pH, para proceder a su lectura. El potenciómetro que se
usa actualmente es un digital marca ORION RESEARCH.
Para retirar la solución examen, primero se apaga el
potenciómetro.
Se debe tener limpio tanto el depósito y el H20 donde está
sumergido el electrodo, con la finalidad de no deteriorar
dicho· electrodo.
143
E. BALANCE DE MATERIALES EN LOS PROCESOS
HIDROMETALURGICOS.-
E.1.- BALANCE DE MATERIALES EN LA LIXIVIACION
NEUTRA.-
Análisis promedio. Base mes de Julio 1 998
Cu Pb
Fume(%) 0,12 8,4
Soluc.
Impura 0,09 0,04
(g/1)
CAKE del
Filtro 0,20 16,1
prensa
Nº2 (%)
1: gr/ton.
2. mg/1
H2S04 Zn
SPENT
(g/1) 152,9 42,9
Zn Cd
65,0 0,32
139,2 6002
14,4 -
Fe Mn
0,64 6,25
Fe In Ag H20 As Sb
8,2 0,20 195 1 0,6 0,29 0,05
0,01 0,01 0,03 - 0,004 0,003
21,2 0,30 - - - -
Ni As Sb
< 0,06mg/1 0,08mg/1 0,03mg/1
Se muestra en la Figura Nº E. 1 un esquema del Proceso
de Lixiviación Neutra.
FUME 2 035 kg T = 80º C
(A)
t = 3 horas AGITACIONCONTINUA
(B) ZnS04
p.e. : 1,350 kg/1
y y
SPENT 16 000 litros p.e. : 1,222 kg/1
(D)
TANQUE DE LIXIVIACION NEUTRA
,-----1 FILTRO PRENSANº 2
y
CAKE
(C)
FIGURA Nº E. l.- ESQUEMA DE LIXIVIACION NEUTRA
,,.
145
Consideraciones.- Los datos tomados son promedios del
mes de Julio de 1998.
FUME usado promedio = 2 035 kg/lote.
p.e. SPENT = 1,222 kg/1
p.e. ZnSQ4 = 1,350 kg/1
Balance Total
mA + ma = me + mo
2 035 + 16 000 (1,222) =me+ mo
21 587 =me+ mo ........................... (1)
Balance por Zn
0,65(2 035) + 0,0429(16 000) = O, 144 me + O, 1392 kg/1 (mo V)
2 009,15 = 0,144 me+ 0,1392 (mo V) ................. (2)
Balance por Fe
0,082 (2 035) + 0,00064 (16 000) = 0,212 me+ 0,00001 kg/1 (mo V)
177,11 = 0,212 me + 0,00001 (mo V) ................... (3)
Multiplicando la ecuación (2) por (0,00001) y
multiplicando la ecuación (3) por (-0, 1392), efectuando se
obtiene:
me= 835 kg = CAKE de Lixiviación Neutra ................ (4)
(4) en ( 1) :
Luego:
146
21 587 = 835 + mo
mo = 20 752 kg= Masa de ZnSQ4
20752kg V= m
0/ p.e. = ---� = 15 372 litros de ZnSO
4 1,350 kg/1
E.2.- BALANCE DE MATERIALES EN LA LIXIVIACION
ACIDA.-
Análisis promedio : Base mes de Julio 1 998
Cu Pb Zn Cd Fe In Ag H20 As Sb
CAKE del
Filtro 0,20
PrensaNº2 16,1 14,4 - 21,2 0,30 - - -
(%)
SOLUCION 0,38 0,02 79,6 0,39 81,4 1,20 - - -
ACIDA (g/1)
CAKE de
Plomo(%) 0,04 31,1 2,8 0,02 6,1 0,17 682* 32,5 -
*: g/t.
H2S04 Zn Ni Fe Mn As Sb Si02 H20
SPENT
(g/1) 152,9 42,9 < 0,06* 0,64 6,25 0,08* 0,03* - -
Mn02 - - 7 65,0 0,04 0,02 2,3 5,6
(%)
* mg/1
Se muestra en la figura Nº E.2 un esquema del Proceso
de Lixiviación Acida.
(A)
CAKE FILTRO PRENSA Nº2 1 670 kg
(B) SPENT (4 970 litros)p.e. : 1,222 kg/1
(C) H2SO4 (300 litros),------
.. .. ..
TANQUE DE LIXIVIACION
ACIDA
�
.J
p.e. : 1,84305 kg/1
(D) MnO2 (50 kg)
(E) H2O(3 550 litros)
(F) ..
, Solución Acida .------,---�----------.P·e. : 1,42 kg/1
..______ ________ , FILTRO PRENSA Nº 3
,. (G) CAKE de Plomo
FIGURA Nº E.2.- ESQUEMA DE LIXIVIACION ACIDA
148
Balance Total:
IDA + ffiB + me + mo+ ffiE = ffiF + ma1 670 + 1,222kg/l (4 970 1) + 1,84305 kg/1 (300 1)
+ 50 + 3 550 = ffiF + ma11 896 == IDF + ma ........................... (1)
Balance por Plomo:
O, 161 (1670) = me( 2 �.��-s) + 0,3 ll(m0 )
268,87 = 1,41 x 10-5 IDF + 0,311 ma ..................... (2)
Multiplicando la ecuación ( 1) por (-0,311) se obtiene:
-3 805,71 = - 0,311 ffiF - 0,31 lma ............................ (3)
Resolviendo las ecuaciones (2) y (3) se obtiene:IDF = 11 372 kg de solución ácida.
Luego: Volumen de solución ácida producido:
(11372) = 8 008 litros1,42 Reemplazando IDF en ( 1) tenemos:
mo = 524 kg de CAKE de Plomo
149
E.3.- BALANCE DE MATERIALES EN LA CEMENTACION DE
INDIO.-
Análisis promedio: Base mes de Julio 1 998
Cu Pb Zn Cd Fe In Ag H20 As Sb
Solución
Acida 0,38 0,02 79,6 0,39 81,4 1,2 - - - -
(g/1)
Solución
BARREN - - 93,3 - 35,2 0,02 - - 10,1 1 0,16 1
(g/1)
CAKE de
Indio(%) 2,3
1: mg/1
2: g/t.
0,25 17,4 0,18 8,4 2,9 93,02 51,8
CONTENIDO DE POLVO DE ZINC (%)
T/Zn 98,5
Me/Zn 92,9
-
Nota.- De los 8 008 litros obtenidos de solución ácida en
la lixiviación ácida sólo se usa 7 650 litros para procesar
precipitación (por cuestiones operativas) y los 358 litros
restantes quedan almacenados en el tanque de
neutralización.
En la figura Nº E.3 Se muestra un esquema del Proceso
de Cementación de Indio.
(A)
SOLUCION ACIDA 7 650 litros p.e.: 1,42 kg/1 ·
*
(B) POLVO DE ZINC470 kg.
TANQUE DE
PRECIPITACION
(C)
SOLUCION BARREN p.e. : 1,32 kg/1
�---------1 FILTRO PRENSA Nº 5
(D) CAKE de Indioy
FIGURA Nº E.3.� ESQUEMA DE CEMENTACION DE INDIO
151
Balance Total
mA + mB = me + mo10 863 + 470 = me+ mo
=> 11 333 = me + mo ..................... ( 1)
Balance por Indio:
(l 2 X l0-3) 10 863 =' 1 42'
(0 02 X 10-3) (me) + 0 029' 1,32 '
9,18 = 1,52 X 10-5 me+ 0,029mo ......... (2)
Multiplicando la ecuación (1) por (-0,029)
- 328,657 = -0,029 me - 0,029 mo ........... (3)
Resolviendo las ecuaciones (2) y (3) se obtiene:me = 11 016 kg de solución BARREN .... (4)
(l l O 16] 8 345 litrosVolumen de solución IJBARREN" 1,32 =
Reemplazando- (4) en (1) se obtiene:
mo = 317 kg de concentrado de Indio.
152
F.- CARACTERISTICAS DE LA MATERIA PRIMA Y PRODUCTOS
PLANTA ZILERET E INDIO.-
A.- Materia Prima.- Residuos Lixiviados de Zinc, el cual es un
material muy complejo y de gran valor.
Características Físicas.- Pulpa de color parduzco, con un
peso específico promedio de 1 650 g/1 y un porcentaje de
· sólido de 45%.
Características Químicas.- El residuo seco tiene la
siguiente composición química:
Tabla F.1.- Residuo Seco en% (peso)
Zn Fe In Cd Cu Pb *Ag H2O
21,0 30,0 0,08 0,10 0,60 4,0 300 18,0
(*) : g/t
B.- Productos Principales:.
l. Sulfato de Zinc (ZnSO4):
Características Físicas.- Solución líquida transparente,
con un peso específico promedio de 1 350 g/1.
Características Químicas.- Tiene la siguiente
composición química :
153
Tabla F.2.- Sulfato de Zinc en (g/1)
Zn In Fe Cu Pb *As * Sb * Co * Ni
140,0 0,01 0,02 0,05 0,03 1,5 2,8 0,5 1,5
(*) mg/1
2. Indio Refinado:
Características Físicas.- Metal blanco con lustre
metálico brillante. Se moldean en barras uniformes de
un 1kg ó 3 kg cada uno.
Características Químicas.- El Indio metálico refinado
tiene las siguiente composición química:
Tabla F.3.- Indio Metálico Refinado.
Ag Cu Pb Fe Zn Ni Tl Cd Sn In
(pureza)
< 0,1 20 20 2 <10 15 10 6 < 10 99,995%
154
VI. GLOSARIO
l. BAG - HOUSE.- Casa de Bolsas para concentrar el "FUME" en
forma de Polvo.
2. BARREN .-
3. BLOCK.-
4. COOLER.-
Efluente de la unidad de Hidrometalurgía,
producto del proceso de cementación de Indio.
Grupo de celdas electrolíticas, en cada block
hay 20 celdas.
Enfriador utilizado en la plan ta Zileret y en
casa de celdas.
S. COTTRELL .- Planta para recuperar la calcina fina de los
6. CLEANERS.-
7. CHECK.-
8. FEEDER .-
9 .. FERRITA .-
10. FUME .-
gases provenientes de los tostadores de lecho
fluidizado.
Celdas limpiadoras que sirven para quitar las
impurezas contenidas en las espumas de los
Roughers y nos dan el concentrado final.
Solución pura obtenido luego de la etapa de
purificación.
Alimentador de carga.
Complejo oxidado de Hierro y Zinc (Fe203.ZnO),
producido en la tostación del sulfuro de Zinc.
Oxidas esfumados enriquecidos en sus
contenidos metálicos.
11. OVERFLOW.- Fracción que contiene partículas finas (-15
micrones) de un ciclón.
12. PREGNANT.- Solución que contiene el Indio en forma· de
In2(SQ4)3, para ser tratado mediante el proceso
de extracción por solventes.
155
13. RED LER DS .- Sistema de transporte de sólidos mediante
eslabones.
14. ROUGHER .- Celdas de flotación que reciben la pulpa de
cabeza procedente de los acondicionadores ó
molinos.
15. SCAVENGER.-Celdas que reciben como carga el relave de los
Roughers
16. SCRAP .- Residuos sólidos producidos durante el
deslaminado de los cátodos de Zinc.
17. SPENT .- Electrolito gastado descargado de las celdas
electroliticas.
18. SPRAYS.- Rociado de spent en forma de lluvia para su
enfriamiento.
19. ST RIP PING.- Deslaminado de los cátodos de Zinc en casa de
Celdas.
20. UNDER FLOW.- Fracción que contiene partículas gruesas
( + 15 micrones) de un ciclón.
21. ZILERET .-
2;2. A/Zn .-
23. W/Zn .-
24. T/Zn .-
Planta de tratamiento de Residuos Lixiviados de
Zinc.
Zinc soluble en ácido (ZnO)
Zinc soluble en agua (ZnSQ4)
Zinc Total (ZnO +ZnSQ4 + Fe203.ZnO + ZnS)