tema 9 - fundición 1° parte - producción de plomo primario
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7/13/2019 Tema 9 - Fundicin 1 parte - Produccin de Plomo Primario
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BUENAVENTURA INGENIEROS S.A.
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIOIng. Dimedes G. Alcntara Carranza
Mayo - 2013Lima, Per
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
Febrero 2013Lima, Per
1. EN LOS 30 ULTIMOS AOS SE HAN DESARROLLADONUEVOS PROCESOS PIROMETALURGICOS YTECNOLOGIAS PARA PROCESAR METALES NOFERROSOS COMO EL COBRE, NIQUEL, PLOMO, ESTAO,ETC. CON LA FINALIDAD DE:
2. MEJORAR EL CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE.3. INCREMENTAR LAS RECUPERACIONES DE LOS METALES
ECONOMICAMENTE RENTABLES.
4. REDUCIR COSTOS DE PROCESAMIENTO.
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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1. PROCESO CONVENCIONAL
2. PROCESO KIVCET.
3. PROCESO OUTOKUMPU
4. PROCESO QSL.
5. PROCESO AUSMELT.
6. PROCESO ISASMELT.
PROCESOS
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO CONVENCIONAL1. SINTERIZACION DE CONCENTRADOS Y FUNDICION EN
ALTOS HORNOS.
2. SE CONTINUA UTILIZANDO EN:
3. EL PERU: DRP - LA OROYA.4. MEXICO: PEOLES TORREON.
5. USA: DRC SAN LUIS (HERCULANEUM).
6. CANADA: XSTRATA NEW BRUNSWICK.
7. AUSTRALIA: PORT PIRIE, MOUNT ISA.
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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HISTORIA COMPLEJO METALURGICO DE LA OROYA
1901: CERRO DEPASCO COPPER CORP.LLEGA A CERRO DEPASCO. FUNDICION DE
TINYAHUARCO1922: CdeP COPPERCORP. INICIA SUSOPERACIONES EN LAOROYA.1973: EL ESTADOPERUANO ESTATIZA
TODAS LAS MINAS Y ELCMLO DE LA CdePCORPORATION. CMP SA.1997: DRP COMPRA LAFUNDICION DE LA OROYA.
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIOPROCESO CONVENCIONAL
1. PREPARACION DE LECHOS DE FUSION:
MEZCLA DE CONCENTRADOS DE PLOMO, FUNDENTES,RECIRCULANTES CON EL OBJETO DE OBTENER MEZCLASQUE FORMEN ESCORIAS CON BAJO PUNTO DE FUSION.
2. SINTERIZACION (SINTER MACHINE)
TOSTACION DE LOS LECHOS DE FUSION - OXIDACION.
PbS + 1.5 O2 = PbO + SO2
3. FUNDICION (BLAST FURNACE) REDUCCION.
REACCION DE BOUDOUARD
C + O2 = CO2
CO2 + C = 2COPbO + CO = Pb + CO2
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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CONCENTRADOS
FUNDENTES
PLANTA DE
PREPARACION
MAQUINA DE
SINTERIZACION
SINTER
LECHO DE
FUSION
AIRE
COQUE
AIREHORNOS DEPLOMOESCORIA
PLOMO DE OBRA
GASES
GASES
ESCORIA
FeO = 36.0 %
CaO = 17
18 %SiO2= 20-21 %ZnO = 15 %Fe3O4 < 1%Pb
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET1. TECNOLOGIA RUSA (1970). BASADA EN FLASH
SMELTING.
2. INICIALMENTE PARA PROCESAR CONCENTRADOS DECOBRE Y ZINC.
3. BOLIVIA: KARACHIPAMPA (KHD) 1978/84, 51,000 tpyDE CONCENTRADOS PLOMO/PLATA.
4. ITALIA: SARDINIA - PORTO VESME; (NUOVA SAMIM)1987; 80,000 tpy/100,000 tpy (1990).
5. KAZAKHSTAN: DOS PLANTAS DE 60,000 tpy.(1986 Y
1987).6. CANADA: BRITISH COLUMBIA, COMINCO, TRAIL:
88,000 tpy. (2012)
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET1. FLASH SMELTING: CAMARAS DE OXIDACION Y REDUCCION
SEPARADAS.
2. LOS CONCENTRADOS SECOS, FUNDENTES, COKE FINO, POLVORECICLADO Y RESIDUOS LIXIVIADOS DE ZINC SON QUEMADOS CONOXIGENO MEDIANTE UN QUEMADOR UBICADO EN EL TOPE DE LACOLUMNA VERTICAL DE FUSION (> 1300 C).
3. REACCION EN FASE GASEOSA CON FORMACION DE PLOMO QUE SECONDENSA Y SEPARA COMO BULLION.
4. EL PLOMO Y LA ESCORIA DE OXIDO DE PLOMO FORMADA PASA ATRAVES DE UNA CAPA DE COKE FINO A LA CAMARA DEL HORNOELECTRICO.
5. DEBIDO A LA SEPARACION DE LAS ETAPAS DE FUSION Y REDUCCIONLA CONCENTRACION DE SO2 EN LOS GASES DE SALIDA SON MASALTOS QUE EN EL PROCESO QSL (25 40 %).
6. PERMITE RECUPERAR EL ZINC CONTENIDO EN LA ALIMENTACIONCOMO FUME (ZnO).
7. AMBIENTALMENTE EFICIENTE, ALTAMENTE AUTOMATIZADO, BAJOSCOSTOS DE PROCESAMIENTO Y FLEXIBLE EN TERMINOS DEMATERIALES DE PROCESO.
8. DEBIDO AL TRATAMIENTO DE MATERIALES SECOS REQUIEREINVERSION ADICIONAL EN SISTEMAS DE VENTILACION Y EQUIPO DEPROCESO.
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCETFLASH SMELTING:
CARBON COMBUSTION: C + O2 = CO2
BOUDOUARD REACCION: CO2 + C = 2CO
DESCOMPOSICION SULFATO: PbSO4 = PbO + SO2 + 1/2O2
ZnSO4 = ZnO + SO2 + O2
DESCOMPOSICION OXIDO FERRICO: Fe2O3 = 2FeO + 1/2O2
OXIDACION DE SULFUROS: PbS + 3/2 O2 = PbO + SO2
ZnS + 3/2 O2 = ZnO + SO2
FeS + 3/2 O2 = FeO + SO2
REDUCCION:
REDUCCION DIRECTA DEL PLOMO: 2PbO + C = 2Pb + CO2
REDUCCION DEL OXIDO FERRICO: Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2
REDUCCION DE SULFATOS: PbSO4 + C = PbO + SO2 +CO
REACCION DE BOUDOUARD: CO2 + C = 2CO
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET: HORNO KIVCET
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HORNO FLASH SMELTING - KIVCET
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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Karachipampa Lead/Silver Smelter Project
The Karachipampa Lead/Silver Smelter is located in Potosi, Bolivia. Itwas constructed during the period 1979 thru 1984 by CorporacionMinera de Bolivia (COMIBOL) and was never fired due to a lack of leadconcentrate production in Bolivia. A total of $180 million have beenexpended on the facility to date by COMIBOL. The plant has been oncare and maintenance since completion and is in newcondition. It wasdesigned and constructed by Klockner, a German engineering and
construction firm, with design based on state-of-the-art RussianKivcet technology. This technology is in common use around theworld with two of the most important users being the Cominco TrailSmelter in British Columbia and the Glencore Porto Vesme Smelter onthe island of Sardenia, Italy
PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPA
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPA2013: ENTRA ENOPERACIN DESPUES DE25 AOS DE HABERSECONSTRUIDO.
CAPACIDAD DE 55 MILTONELADAS DECONCENTRADOS DEPLOMO - PLATA.
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPAPLANTA DE DROSS
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PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO KIVCET : BOLIVIA - KARACHIPAMPAPLANTA DE DROSS
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1. TECNOLOGIA ALEMANA.
2. INICIALMENTE PARA CONCENTRADOS DE COBRE YNIQUEL.
3. ALEMANIA: LURGI: DUISBURG/STOLBERGDEMOSTRACION (1981 -1986); 40,000 tpy de Pbbullion.
4. CANADA: COMINCO: TRAIL (1989); 160,000 tpy.
5. CHINA: CNIEC, BAIYIN; 52,000 tpa. (1990)
6. ALEMANIA: BBH, STOLBERG; 80,000 tpy. (1991)
7. KOREA DEL SUR: KOREA ZINC, ONSAN; 60,000 (1992)
PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGIQSL)
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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HORNO QSL
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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HORNO QSL
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO QSLPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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1. ALIMENTACION: CONCENTRADOS, ALIMENTACIONSECUNDARIA, FUNDENTES, CARBON Y POLVO DE DUCTO
RECICLADO.2. REACCION SE PRODUCE DONDE LA ALIMENTACION FRESCA
Y LA ESCORIA FUNDIDA SE ENCUENTRAN.
3. SE PRODUCE METAL Y ESCORIA DE OXIDO DE PLOMO LAQUE PASA A LA ZONA DE REDUCCION.
4. LA ESCORIA CON ALTO PLOMO (30 50 %) SE REDUCE
UTILIZANDO CARBON Y OXIGENO. LA ESCORIA CON < 1%DE PLOMO PUEDE PASAR A RECUPERACION DE ZN.
5. EL PLOMO SALE POR UN SIFON Y AL ESCORIA POR ELOTRO EXTREMO DEL HORNO.
PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGIQSL)
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1. GENERA PEQUEOS VOLUMENES DE GASES CON10 20% DE SO2 QUE SE USA PARA PRODUCIRACIDO SULFURICO.
2. ES POSIBLE RECUPERAR CALOR DE LOS GASES.
3. EL POLVO DE LOS GASES PUEDE TRATARSE PARARECUPERAR EL ZINC MEDIANTE LIXIVIACION.
4. TECNOLOGIA FLEXIBLE QUE PUEDE PROCESARCONCENTRADOS Y SCRAP DE PLOMO.
5. PUEDE UTILIZAR CARBON O GAS NATURAL COMO
AGENTE REDUCTOR.
PROCESO QUENEAU SCHUMAN LURGI QSL)
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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1. TECNOLOGIA FINLANDESA APLICADA PRINCIPALMENTE ACONCENTRADOS DE COBRE Y NIQUEL DESDE 1970.
2. SE REALIZARON PRUEBAS CON PLANTAS DE 29,000 tpy A INICIOSDE 1980.
3. LA OPERACION ES SIMILAR A EL PROCESO KIVCET, DIFIERE ENQUE ESTE PROCESO TIENE DOS HORNOS SEPARADOS: UNO PARAFUSION Y UN HORNO ELECTRICO PARA LIMPIEZA DE ESCORIA.
4. EL PLOMO REDUCIDO Y LAS ESCORIAS CON OXIDO DE PLOMOFLUYEN A TRAVES DE UN CANAL DESDE EL HORNO DE FUSIONHASTA EL HORNO ELECTRICO DONDE SE REDUCE EL OXIDO DEPLOMO CONTENIDO EN LA ESCORIA USANDO COKE FINO.
5. EL PLOMO BULLION PUEDE SER COLADO EN EL HORNO DE FUSION.6. LOS GASES CONTIENEN DE 50 65% DE SO2.
7. ESTE PROCESO NO HA SIDO PROBADO A ESCALA INDUSTRIAL.
PROCESO OUTOKUMPU: FLASH SMELTING
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPUPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPUPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPUPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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HORNO FLASH SMELTING - CONSUMO DE ENERGIA: OUTOTEC
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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REACCIONESPRIMARIAS:
(Me = METALES)
PbS + O2 = Pb + SO2
FeS + 1.5 O2 = FeO + SO2
ZnS + 1.5 O2 = ZnO + SO2
2MeO + SiO2 = 2MeO.SiO2
SECUNDARIAS:
Pb + 0.5 O2 = PbOFeO + 1/6 O2 = 1/3 Fe3O4
PROCESO OUTOKUMPU
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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REACCIONES REACCIONES FUERTEMENTE EXOTERMICAS.
MEZCLA DE CONCENTRADOS, FUNDENTES Y AIREPRECALENTADO A 500 C DEBE SER MUY UNIFORME PARAALCANZAR LAS MEJORES CONDICIONES DE REACCION.
EL CALOR DE LOS GASES DE REACCION SONRECUPERADOS MEDIANTE UN CALDERO Y EL POLVOCONTENIDO EN EL A TRAVES DE UN BAG HOUSE OCOTTRELL. LA TEMPERATURA PUEDE BAJAR HASTA 300 C.LOS GASES SON USADOS PARA FORMAR ACIDOSULFURICO.
EL PRODUCTO DE COLADA ES SACADO DEL HORNO YSEPARADO EN PLOMO BULLION, MATA Y ESCORIA.
PROCESO OUTOKUMPU
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPU KN SMELTER - WA
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPU QUEMADOR DE CONCENTRADOS
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO OUTOKUMPU ELECTRODOS DEL HORNOELECTRICO KNS
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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KNS TRANSPORTE DE ESCORIA
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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KNS TRANSPORTE DE CONCENTRADOSPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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1. TECNOLOGIA AUSTRALIANA UTILIZADA PARACONCENTRADOS DE COBRE, NICKEL Y ESTAO DESDE1980.
2. AUSTRALIA: MOUNT ISA (1983 Y 1985) 60,000 tpy.3. UK: BRITANNIA REFINED METAL (PLOMO SECUNDARIO).
4. UTILIZA DOS HORNOS EN SERIE, UN HORNO PARAOXIDACION Y EL OTRO PARA REDUCCION.
5. ESTE PROCESO FUNCIONA SIMILARMENTE AL PROCESOQSL. Y UTILIZA UNA LANZA QUE SOPLA OXIGENO,
CONCENTRADOS, COKE FINO, FUNDENTES Y PETROLEODENTRO DEL BAO FUNDIDO.
PROCESO ISASMELT/AUSMELT
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO AUSMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO AUSMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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HORNOS ISASMELT
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO ISASMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO ISASMELT1. OXIDACION (PRIMER HORNO):
PbS + 3/2 O2 = PbO + SO2
ZnS + 3/2 O2 = ZnO + SO2FeS2 + 11/4 O2 = FeO1.5 + 2SO22
2. REDUCCION DE LA ESCORIA (SEGUNDO HORNO):
Fe2O3 + C = 2FeO + CO
PbO + 2FeO = Pb + Fe2O3
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO ISASMELTPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO ISASMELT MOUNT ISAPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
http://www.mining-technology.com/projects/mount_isla_lead/ -
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REFINACION DE PLOMODROSSING
PROCESO HARRIS
PROCESO PARKES FINAL REFINING
DEBISMUTIZADOKROLL-BETTERTON
DEZINCADO
PLOMO DE HORNOS
Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, BiREV. DROSS
DECOPERIZADO
AZUFRE
CuS
CuS, Sb, As, Pb
PLOMO
Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, Bi
MATTE
SPEISS
NaOH, NaNO3
Pb, Sb, As, Ag, Au, Bi
Na3AsO4
Na3SbO4
Pb, Ag, Au, Bi
Zn
CRISTALESZn-Ag-Au
Na2CO3, C
ZINC METALICO
Zn, Pb, Bi
Pb, BiCa-Mg
DROSS DE Bi
Pb, trazas XiNaOH
A REFINERIA DE PLATA PLOMO REFINADO
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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DROSSING DECOPERIZADO Y REV. DROSSDROSSING
450 550 C
0.05
0.08% Cu
PLOMO DE HORNOS
Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, Bi
REV. DROSS
1200C
DECOPERIZADO330 C
0.005% Cu
AZUFRE
CuS
CuS, Sb, As
PLOMOPb=90%
Pb, Cu, Sb, As, Ag, Au, Bi
MATTE, Cu=20%
SPEISS, Cu=50%
Pb, Sb, As, Ag, Au, Bi
Na2CO3, C
2Pb+S2=2PbSS+Cu=CuS
PbS+2Cu=Pb+Cu2SCuS+Cu=Cu2S
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO HARRIS Y PARKES
PROCESO HARRIS
PROCESO PARKES
450C
NaOH, NaNO3
Pb, Sb, As, Ag, Au, Bi
Na3AsO4
Na3SbO4
Pb, Ag, Au, Bi
Zn
CRISTALESZn-Ag-Au
Zn, Pb, Bi
DEZINCADO
A REFINERIA DE PLATA
ALEACIONES DE Zn-Ag-AuAg2Zn3 (665 C)AuZn (725 C)
2As+2NaNO3+4NaOH=2Na3AsO4+N2+H2O
2Sb+2NaNO3+4NaOH=2Na3SbO4+N2+H2O
REACCIONES:
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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PROCESO HARRIS
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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ELECTROREFINACION PLOMOPRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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CADA DE CELDAS
REFINERIA DE PLOMO
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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CONSUMO DE ENERGIA: PROC. CONVENCIONAL Vs FUSION DIRECTA
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
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CELDA ELECTROLITICA ELECTROREFINACION DE PLOMO
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO
H2SiF6+ Pb = Pb+2+ SiF6
-2+ 2H++ 2e-Reaccin Ctodo: Pb+2+ 2e-= PbReaccin Anodo: Pb = Pb+2+ 2e-
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CONSUMO DE ENERGIA: PROC. CONVENCIONAL Vs FUSION DIRECTA
PRODUCCION DE PLOMO PRIMARIO