Ventajas en la conversión y limpieza, de escorias de cobre, producto de la disminución del tamaño de silica adicionada en los convertidores Pierce Smith en una fundición del Sur del Perú

Abstract

La presente tesis tiene como objetivo estudiar la reducción del tamaño de partícula de sílica agregada al proceso de conversión, para disminuir costos y problemas operativos en la Fundición-Ilo ubicado en el departamento de Moquegua en Perú; cuya actividad principal es la producción de cobre metálico mediante procesos pirometalúrgicos. El proceso de conversión se realiza en los reactores conocidos como convertidores Pierce Smith (CPS); dentro de los cuales se llevan a cabo las reacciones químicas que transforman el mate a cobre blíster, mediante dos etapas: el soplado a escoria y el soplado a cobre. La sílica es uno de los insumos más importantes agregado en el soplado a escoria y su correcto uso tiene efectos en las operaciones ya que determina las características de la escoria. La tesis consta de seis capítulos, en el capítulo I se establecen; el planteamiento del problema, la descripción del tema de estudio, los objetivos (general y específicos), la hipótesis, el alcance y las limitaciones de la tesis. En el capítulo II se realiza una descripción de los procesos que se llevan a cabo en la Fundición–Ilo, estos procesos son; la fusión, la conversión, la limpieza de escorias y la refinación; estas descripciones permiten conocer de manera general las variables y los parámetros de cada proceso, además se detalla los procesos de conversión y de limpieza de escorias. El capítulo III presenta el marco teórico, detalla la parte termodinámica de las reacciones químicas llevada a cabo en los procesos de conversión y de limpieza de escorias; así, este capítulo presenta la ilustración del proceso de conversión mediante diagramas de potencial químico y de equilibrios que se llevan a cabo en los procesos; además se describen características fisicoquímicas, como la densidad y la viscosidad de las escorias. En la última parte de este capítulo se describe el proceso de control realizado para la conversión. El capítulo IV trata del desarrollo del trabajo, en donde se muestra la metodología de estudio y procesamiento de la información realizados, así se presentan: los equipos que se utilizaron para llevar a cabo las pruebas en campo; el plan de adición de sílica, en el cual se incluye el análisis granulométrico de la sílica; el balance de masa que se realiza al proceso de conversión para los soplados a escoria y por último se presenta los resultados logrados presentando la discusión de los mismos. El capítulo V presenta la evaluación económica realizada, en base a costos operativos y utilizando el método del valor presente de egresos; se realiza la comparación entre la operación estándar que se lleva a cabo con la sílica de ¾” con el proyecto propuesto que utiliza la sílica de ½”. Por último el capítulo VI presenta las conclusiones de la tesis, así como, las recomendaciones para la mejora de las operaciones en la Fundición-Ilo. Así, la tesis evidencia que con la reducción de tamaño de partícula de la sílica se obtiene una reducción en los costos operativos, siempre en cuando se siga la correcta operación en el proceso de conversión de la Fundición-Ilo.