Que es la pirometalurgia

La pirometalúrgia es la rama de la metalurgia y de la electrometalúrgia consistente en la obtención y refinación de los metales utilizando calor, como es en el caso de la fundición. Las operaciones se efectúan entre 950 y 1000°C

Ventajas:

Velocidades de reacción muy rápidas

Producción elevada

grandes instalaciones

Ideales para tratamiento de materias primas complejas y heterogéneas

Desventajas:

Poca selectividad y eficiencia de las reacciones químicas

A veces es necesario repetir las etapas

Problemas de contaminación ambiental por residuos gaseosos (SO2) y por ruidos

Consumo energético elevado

una vez se consigue eliminar la ganga, o al menos su mayor parte, empieza el proceso de obtención del metal. Dicho proceso consiste básicamente en una reducción química, pues es preciso convertir el metal desde su número de oxidación positivo (con el que aparece en el mineral en estado libre), a número de oxidación cero: M^n+ + ne^- → M

Dicha reducción puede llevarse a cabo de dos formas distintas:

Pirometalurgica o por vía térmica, incluye varios procesos como la calcinación, tostación y reducción. Todos los procesos de esta vía se producen a altas temperaturas, producidas por la quema de diversos combustibles. La mayoria de los metales se obtienen de ésta forma.

Electrólisis de sales o de óxidos de metales reductores, como pueden ser los metales alcalinos, alcalinotérreos o también con el aluminio.

Calcinación:La calcinación consiste en el calentamiento de minerales que son formados por hidróxidos, a una temperatura muy elevada, con el fin de descomponer el mineral eliminando en forma de gas el agua o también el dióxido de carbono.

De este modo se obtiene el óxido del metal, por ejemplo:

2 Fe(OH)3 (s) → Fe2O3 (s) + 3 H2O (g)

ZnCO3 (s) → ZnO ( s) + CO2 (g)

El carbonato de calcio se somete a una temperatura de 860°C para producir cal viva:

CaCO3 + 753 kcal /kg CaO + CO2

Los sulfuros metálicos se calcinan llevándolos a temperaturas por debajo de su punto de fusión formando: Cu2S CuO + SO2

Tostación:

Es un proceso al cual se somete a los sulfuros metálicos, consiste en el calentamiento del mineral con la presencia del oxígeno (del aire), lo que lleva a la formación del óxido del metal y de dióxido de azufre en estado gaseoso. Dicho gas puede ser usado con posterioridad para la fabricación del ácido sulfúrico, evitando así la contaminación del medio ambiente, ya que es uno de los gases causantes de la lluvia ácida. La tostación se realiza en hornos de tostación, los cuales tienen diferentes formas.

La tostación de sulfuros de cinc y de plomo, se produce a través de las siguientes reacciones:

2 ZnS (s) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)

2PbS (s) + 3 O2 (g) → 2 PbO (s) + 2 SO2 (g)

El mercurio se obtiene directamente en forma de vapor a partir del sulfuro, condensandose dicho vapour y pasando a estado líquido: HgS ( s) + O2 (g) → SO2 ( g) + Hg ( g)

Existen muchos tipos diferentes de tostaciones como la tostación oxidante, magnetizante, sulfatante, clorurante, carbonizante, segregante, volatilizante, reductora, etc.

Reducción:

Este proceso consiste en la obtención del metal libre a raíz del óxido metálico en el cual el metal aparece con oxidación positiva.Para su realización se usa un reductor, que en muchos casos es el carbón, el CO, el hidrógeno, o cualquier otro metal más reductor. Al igual que la calcinación, este proceso se lleva a cabo en hornos de diferentes formas y tamaños.

Existen metales que en la naturaleza ya se encuentran en forma de óxidos, en cambio otros, aparecen como sulfuros, y deben ser tostados previamente para convertirlos en óxidos. En el caso de que se presenten a modo de carbonatos, previamente se necesita una calcinación:

SnO2 (s) + 2C (s) → Sn (l) + 2 CO (g)

Cr2 O3 (s) + 2 Al (s) → 2 Cr (l) + Al2 O3 (s)