Si queremos entender cuáles son los posibles riesgos de contaminación ambiental, es necesario que indagues información respecto de cuales son los procesos que implica, de preferencia, el procesamiento de esos óxidos y de los sulfuros.
Esta vez, el trabajo tiene que ser medianamente detallado.
Procesamiento de óxidos por lixiviación
Procesamiento de sulfuros.
Para subir ésta tarea, debes crear otra entrada en tu blog, con el nombre de procesamiento de óxidos y sulfuros.
PROCESAMIENTO DE ÓXIDOS POR LIXIVIACIÓN
El proceso de lixiviación es tratar una sustancia compleja, como un mineral, con un disolvente adecuado para separar sus partes solubles de las insolubles. Es decir, es una operación para separar los constituyentes solubles de un sólido inerte con un solvente.
Este sistema se considera un método alternativo de extracción para los oxidos. En el caso de los óxidos siempre se emplean pozos separados para inyectar el disolvente y para extraer la disolución de mineral.
El yacimiento debe ser poroso para que el disolvente pueda fluir a través del mismo desde un pozo a otro disolviendo el mineral o metal en cuestión.
Es preferible que la roca que rodea el yacimiento sea impermeable para poder controlar mejor el disolvente. Siempre que sea posible, conviene utilizar disolventes no tóxicos, ya que parte del disolvente puede pasar a la roca circundante.
Este tipo de minería presenta importantes ventajas medioambientales, ya que se mueve una cantidad de roca mucho menor y las operaciones de limpieza posteriores resultan mucho más sencillas.
Hay tanto sistemas de lixiviación simples como complejos. Tanto en sistemas de lixiviación simples como en los más complejos el tamaño de la partícula mineral es crítico.
En un circuito simple el conseguir y mantener un tamaño óptimo de alimentación al circuito de lixiviación asegura que se optimiza el área superficial y, por consiguiente, la óptima exposición de minerales liberados al lixiviante.
En circuitos más complejos el tamaño óptimo de molienda (mineral molido para mayor facilidad de mezcla) es el tamaño en que los valores pueden ser transferidos antes de que la capa de pasivasión inhiba esta transferencia.
PROCESAMIENTO DE SULFUROS
Diversos metales no ferrosos como el cobre, zinc, plomo, molibdeno, níquel, cobalto, antimonio, etc. se producen principalmente a partir de sulfuros metálicos. Los métodos pirometalúrgicos convencionales de tratamiento de concentrados de sulfuros para la producción de metales incluyen una o más etapas de oxidación de dichos sulfuros.
Durante las operaciones de oxidación se produce inevitablemente la formación de S02 gaseoso, el cual ocasiona serios problemas de contaminación ambiental; puesto que rara vez es factible, desde el punto de vista económico, abatirlo completamente y una parte importante de este gas escapa siempre a la atmósfera ya sea como gas de chimenea o como gases fugitivos.
Adicionalmente, los métodos pirometalúrgicos tradicionales no son aptos para el tratamiento de la mayoría de estos sulfuros metálicos cuando ellos se encuentren en la forma de concentrados de baja ley, o cuando se encuentren formando depósitos de minerales pequeños o depósitos de sulfuros polimetálicos.
Esto principalmente debido a los complejos diagramas de flujos de tratamiento o alto costo de inversión seguido por el alto costo de abatimiento de gas SO2 producido en estos métodos pirometalúrgicos.
Así como a los óxidos se les aplica el método de lixiviación para extraerlos del medio natural y procesarlos hasta obtenerlos sin la presencia de otros cuerpos; a los sulfuros se les aplica el método de reducción.
La reducción de sulfuros es un proceso que consiste en la inyección de oxígeno puro en las lagunas de estabilización, ductos, desagües y efluentes en general por donde pasan sulfuros.
Hay diferentes maneras de procesarlos como es la reducción directa de sulfuros metálicos con carbón o carbotérmica.
La reducción directa de sulfuros metálicos con carbón puede representarse por las reacciones globales siguientes:
2MeS + C = 2Me + CS2(g)
MeS + C = Me + CS(g)
En el caso de que el metal forme carburos estables es necesario además considerar la posible formación de carburo en vez de metal.En general las reacciones de reducción directa de sulfuros con carbón no son energéticamente favorables, como se puede apreciar de los valores pequeños de las constantes de equilibrio correspondientes a las reacciones de reducción con carbón de molibdenita (MoS2,), calcosina (Cu,S) y calcopirita (CuFeS2).
Las condiciones energéticas desfavorables de las reacciones de reducción directa cambian drásticamente cuando las reacciones ocurren en presencia de un agente desulfurizador como CaO. En este caso las reacciones globales de reducción a metal se pueden escribir como:
MeS + CaO + C = Me + CaS + CO(g)
2 MeS + 2CaO + C = 2Me + 2 CaS + C2(g)
Estas reacciones se caracterizan por tener valores grandes de sus constantes de equilibrio.
Por otro lado se ha demostrado que las reacciones de reducción carbotérmica ocurren principalmente a través de compuestos gaseosos intermediarios y no a través de reacciones entre sólidos.
Por lo tanto, es de esperar que las reacciones de reducción de sulfuros metálicos en presencia de Ca0 ocurran también a través de las especies gaseosas C02 y CO.
El objetivo principal de la reducción directa de sulfuros en presencia de Ca0 es explotar la habilidad que tiene el Ca0 para fijar el azufre del sulfuro en el estado sólido y de esta manera eliminar la contaminación de la atmósfera con SO, que es un gas producto de los procesos pirometalúrgicos que tratan sulfuros metálicos.
Desde el punto de vista cinético el CaO se puede usar en forma efectiva para atrapar azufre solamente a temperaturas mayores a 6000C y la cantidad de Ca0 requerido para acelerar la velocidad de reducción y controlar la emisión de S a la atmósfera depende no solamente de la naturaleza del sulfuro metálico sino también de otros factores como temperatura de reducción, granulometría, concentraciones molares, etc.
La fracción de sulfuro reducido en ausencia de CaO es muy baja. Sin embargo, como predice la termodinámica, la adición de una cantidad estequeométrica de Ca0 aumenta no sólo la fracción reaccionada sino también la velocidad de reacción. Sin embargo, se determinó que el uso de cantidades mayores a la estequeométrica no influye mayormente en la velocidad de reducción.
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