MX2014012467A - Metodo para el procesamiento de escorias de la metalugia no ferrosa. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para el procesamiento de escorias de la metalurgia no ferrosa, que contienen fierro y metales valiosos, para producir escoria limpia que está libre de sustancias perjudiciales y metales valiosos, y que es adecuada tal como está para uso como materia prima o material de construcción. La escoria se reduce en un horno de reducción (18) con la ayuda de agentes de reducción (19) hasta que cuando menos 5% deI fierro que se encuentra en la escoria se reduce a metal. Al mismo tiempo, algunos de los metales valiosos tales como cinc, plomo, arsénico y cadmio se evaporan. Los contenidos del horno de reducción (18) son continuamente mezclados para evitar la separación de una fase metálica de la escoria. La mezcla generada de escoria-metal (21) se sangra fuera del horno de reducción (18), se enfría, se tritura, y se pulveriza a un tamaño de partícula más fina. Finalmente se separa una fracción de metal (26) de una escoria limpia (25).

Description

MÉTODO PARA EL PROCESAMIENTO DE ESCORIAS DE LA METALURGIA NO FERROSA Campo de la Invención La invención se refiere a un método para el procesamiento de escorias de la metalurgia no ferrosa, que contienen fierro y metales valiosos, para producir arena de fayalita limpia que está libre de sustancias perjudiciales y metales valiosos y que es adecuada para su uso como materia prima o material de construcción.

Antecedentes de la Invención Las escorias de la metalurgia no ferrosa se generan como subproductos de la fundición de concentrado o de la conversión de mata para separar una fracción de metal a partir de fracciones indeseables. La escoria es principalmente una mezcla de óxidos de metal y óxidos de silicio, pero también puede contener sulfuras de metal y metales en forma elemental.

A manera de ejemplo, la escoria derivada de un homo de fusión rápida de cobre puede contener, dependiendo de la materia prima, por ejemplo, magnetita, fayalita, cinc, cobre, plomo, arsénico, cadmio, y níquel. Actualmente, la escoria se limpia ya sea mediante reducción en un horno eléctrico o utilizando teenología de concentración de escoria. Después de este tipo de limpieza, la escoria todavía contiene, dependiendo del tratamiento y de la materia prima, aproximadamente 0.3 - 1% de cobre, aproximadamente 1 - 4% de cinc, aproximadamente 1 - 0.4% de plomo y aproximadamente 0.1 - 0.2% de arsénico. Tales contenidos de cobre y arsénico en la escoria son vistos desde un punto de vista económico como una pérdida. Además, la escoria de desperdicio que se recibe procedente de un concentrador de escoria es muy fina, con un tamaño de grano por debajo de los 0.125 mm. Por lo tanto, las sustancias perjudiciales que se encuentran contenidas en la escoria se pueden lixiviar cuando se encuentra en un basurero, generando de esta forma una amenaza ambiental.

Es muy común que la escoria de desecho todavía contenga metales valiosos y sustancias perjudiciales, lo cual tiende a hacer de la escoria un problema de desecho inapropiado para su utilización. El vertido al basurero de tal escoria es costoso debido a que el área del basurero debe tener una cimentación densa y debido a que su almacenamiento puede requerir de una vigilancia de largo plazo.

Con frecuencia, el propósito del proceso de limpieza de la escoria es el de maximizar la recuperación de metales valiosos tales como el cobalto, níquel y cobre en una aleación con el más bajo contenido posible de fierro. La cantidad de fierro metálico producido debe mantenerse en un mínimo, ya que mientras más fierro está presente en la mata o aleación resultante, mayores serán los costos de la separación hidrometalúrgica subsiguiente de los metales valiosos así como la eliminación resultante de los residuos de fierro.

De manera general, el objetivo de la limpieza de la escoria que contiene cobre en un homo eléctrico es el de reducir el cobre oxidado a cobre metálico y el fierro trivalente a fierro bivalente, y asentar las gotitas de cobre metálico desde la escoria, formando de esta manera una capa de metal debajo de una capa de escoria. Debido a que el potencial de oxígeno de la escoria disminuye adicionalmente, también tienen lugar reducciones adicionales, tal como la reducción del fierro divalente a fierro metálico y la reducción del plomo oxidado a plomo metálico. La agitación del material en el homo eléctrico puede utilizarse para intensificar las reacciones de reducción.

Se han presentado procesos para la limpieza de escorias de la metalurgia no ferrosa mediante reducción en un horno eléctrico, por ejemplo, en las patentes FI 84368 B, US 4,717,419 A, US 5,332,414 A y US 5,411,572 A. En la totalidad de estos procesos la reducción se lleva a cabo como una reducción parcial; en otras palabras, la reducción se termina antes de que se empiece a formar el fierro metálico. En esta etapa existe todavía algo de cobre remanente en la escoria residual. Además el cinc, plomo, cadmio y arsénico aún no se han vaporizado completamente. Tal reducción frecuentemente se lleva a cabo mediante reducción de coque de superficie, lo cual requiere de un periodo de tiempo largo, debido a que las gotitas de metal que se forman durante la reducción deben asentarse, formando una capa de de metal fundido debajo de la capa de escoria fundida.

Si se lleva a cabo adicionalmente la reducción de escoria en el homo eléctrico, también el fierro empieza a reducirse, y los metales con un bajo punto de ebullición, tales como el cinc, plomo, cadmio y arsénico, se evaporan. De acuerdo con la publicación WO 2009/077651 Al, se sabe a partir de la téenica anterior el reducir la escoria procedente de un horno de fusión en suspensión en un homo eléctrico hasta que, después de la reducción de la escoria, el contenido de cobre de la escoria sea tan bajo que ya no sea económicamente viable un tratamiento adicional de la escoria de desecho que se obtuvo del homo eléctrico.

La patente de los US 8,088,192 B2 describe un proceso de tres fases para la recuperación de metales no ferrosos procedentes de residuos metalúrgicos. El proceso comprende: (A) una fase de fusión y reducción durante la cual una cierta cantidad de fierro se reduce y pasa a un baño de cobre: (B) una fase de sedimentación durante la cual se permite que las gotitas de metal se asienten desde la escoria hacia el baño de cobre y una parte de la escoria se retira del homo; y (C) una fase de oxidación que involucra la oxidación del fierro en el baño de cobre. Ciertos compuestos no ferrosos son evaporados durante la fase A y transportados fuera por humos. Los metales pesados volátiles, en particular el cinc y el plomo, se recuperan a partir de los humos por medio de separadores. La referencia también enseña la agitación del baño de cobre mediante la inyección de gas inerte en un homo de arco de plasma de corriente alterna que trata residuos metalúrgicos. El proceso es complicado, toma mucho tiempo y requiere de grandes dimensiones del horno de reducción.

Otra forma de mejorar la reducción en un homo eléctrico comprende la introducción de gas inerte a través de tapones porosos montados en el fondo del homo.

La técnica anterior contiene varios tipos de sustancias que pueden ser utilizadas como agentes de reducción en la reducción de la escoria. Solo por mencionar un par de ejemplos: la publicación WO 2006/0240069 muestra el uso de polímeros carboníferos como agentes de reducción de óxido de metal en la producción de ferroaleaciones; la publicación DE 19,541,673 Al enseña el uso de plástico molido como un agente de reducción en un homo de cuba; en los reactores IsasmeltMR, el coque puede ser reemplazado con plástico.

En consecuencia, existen muchos agentes de reducción que pueden ser utilizados en la reducción de escoria, y existen numerosas formas de mejorar la reducción en un homo eléctrico, por ejemplo, mediante mezclado. Sin embargo, en los procesos de la técnica anterior, la etapa de mezclado debe siempre ser seguida por una etapa de sedimentación para permitir la separación de la fase de metal de la escoria. La sedimentación de las gotitas de metal procedentes de la fase de escoria fundida es un proceso lento. Como consecuencia, se requiere de grandes dimensiones del horno eléctrico y de grandes cantidades de energía para mantener la temperatura deseada en el homo.

Propósito de la Invención El objetivo de la presente invención consiste en eliminar las desventajas de la téenica anterior y en proveer un método mejorado para producir escoria limpia que esté libre de metales valiosos y sustancias perjudiciales y que sea adecuada para uso posterior tal como se encuentra como una materia prima y/o material de construcción.

Un objetivo adicional de la presente invención consiste en reducir cualesquiera pérdidas de metales valiosos y reducir la generación de desechos inutilizables en la industria metalúrgica no ferrosa.

Compendio de la Invención El método de acuerdo con la presente invención se caracteriza por lo que se presenta en la reivindicación 1.

La presente invención se refiere al procesamiento de escorias de la industria de la metalúrgica no ferrosa. Con el fin de producir escoria residual limpia y adecuada para uso posterior, la escoria se reduce en un horno de reducción con la ayuda de agentes de reducción hasta que cuando menos parte del fierro que se encuentra en la escoria se convierte a metálico y los componentes perjudiciales de cinc, plomo, arsénico y cadmio se evaporan. La reducción se mejora mediante agitación eficiente, la cual también evita la separación de la fase metal de la escoria. La mezcla de metal y escoria que se produce de esta manera se sangra en una cuchara de colada y se enfría lentamente, o alternativamente, se sangra en granulación, por medio de lo cual la mezcla se enfría rápidamente. Después del enfriamiento la mezcla de escoria-metal se tritura, si es necesario, y se pulveriza a un tamaño de partícula suficientemente fina. Las partículas de escoria y las partículas de metal se separan unas de otras por medios apropiados. La fase metálica se reciela de regreso al proceso metalúrgico, en tanto que la fase de escoria está lista para uso posterior como una materia prima o material de construcción. El gas de escape liberado del horno de reducción, que contiene metales evaporados, se oxida para convertir los metales a óxidos de metal, los cuales son entonces separados por medios apropiados. Los óxidos de metal producidos de esta manera pueden ser entregados para uso posterior como una materia prima por ejemplo en la industria del cinc.

En la presente invención, la escoria se reduce, después de una etapa opcional de primera reducción, en un homo de reducción hasta que se reduce cuando menos parte de la magnetita y fayalita de la escoria, generando de esta manera fierro elemental. En relación con esto, algunos metales valiosos de la escoria, tales como el cobre y el níquel, se reducen a metal y forman inclusiones en la escoria. Al mismo tiempo, algunos otros metales valiosos de la escoria, tales como el arsénico, plomo y cinc, se evaporan y se pasan a la fase gaseosa.

Preferiblemente, la reducción se lleva a cabo en un homo eléctrico, el cual puede ser ya sea de tipo de corriente directa (DC) o de tipo de corriente alterna (AC). Otros hornos de reducción apropiados comprenden un horno de lanza sumergida superior, un homo Kaldo, o el sedimentador de un homo de fusión en suspensión.

El agente de reducción utilizado en el homo de reducción puede ser de un tipo sólido o de un tipo gaseoso o una combinación de estos. El agente de reducción puede ser seleccionado de un gmpo que comprende: coque, carbón pulverizado, grafito, lignita, carbón vegetal, bio-coque, biomasa (por ejemplo, serrín, turba), gas natural, hidrocarburos (por ejemplo, butano, metano, propano), petróleo, plásticos recielados, caucho de desperdicio, monóxido de carbono, hidrógeno, amoniaco, carburo de silicio, carburo de calcio, ferro-silicio, aluminio, desechos de dispositivos electrónicos, otros metales de desecho, sulfuras de metal, cobre que contiene fósforo y otros compuestos de fósforo y mezclas de éstos, y cualquier combinación de agentes de reducción conjuntamente y/o en combinación con vapor.

Durante la etapa de reducción, el mezclado se puede intensificar mediante al menos una de las siguientes formas: inyección de la alimentación del agente de reducción, alimentación del agente de reducción a través de un electrodo hueco, el uso de agentes de reducción gaseosos o que generen gas, alimentación de gas inerte a través de tapones porosos montados en la parte inferior del homo, y el uso de agitación electromagnética.

La mezcla fundida de escoria-metal puede ser sangrada en un cucharon de colada y enfriada lentamente, o sangrada en una granulación, por medio de lo cual el enfriamiento es rápido. Después del enfriamiento la mezcla de escoria-metal se tritura, si es necesario, y se pulveriza. Después de la pulverización la mezcla de escoria-metal se somete a un proceso de separación, el cual puede comprender la separación magnética, separación por gravedad, flotación, tamizado, o una combinación de éstas.

Los metales vaporizados se oxidan a óxidos de metal. Los componentes gaseosos producidos a partir de los agentes de reducción en el homo de reducción son postquemados. Los óxidos de metal y otros sólidos así formados se separan desde el gas de escape por medio de un lavador, filtros textiles, precipitador electrostático, precipitador electrostático en húmedo, o una combinación de estos. El polvo separado que contiene metal se suministra para uso posterior, por ejemplo, a un molino de cinc para ser utilizado como una materia prima.

El método de limpieza de escoria de acuerdo con la presente invención es económicamente viable debido a que produce una mejor recuperación de metales valiosos, dimensiones más pequeñas de homo, tiempos de retención más cortos y, por último pero no menos importante, una conversión eficiente de escoria a materias primas susceptibles de comercializar.

Breve Descripción de los Dibujos Los dibujos que se acompañan, los cuales se incluyen para proporcionar una comprensión adicional de la invención y que constituyen una parte de esta descripción, ilustran modalidades de la invención y conjuntamente con la descripción ayudan a explicar los principios de la invención. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra un posible proceso de tratamiento de escoria de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el procesamiento de escoria en relación con la fusión rápida y directa a vesícula.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra el procesamiento de escoria en relación con un proceso que comprende un fusor rápido y un convertidor rápido.

Descripción Detallada de la Invención Cuando se tiene el propósito de convertir escoria metalúrgica a un material pulverizado libre de perjuicios y que sea adecuado para uso posterior tal y como se encuentra, la reducción de la escoria se debe de extender más allá que en los métodos de la téenica anterior, de manera que el fierro en la escoria sea cuando menos parcialmente reducido a metal elemental. A este respecto, se forman inclusiones de metales valiosos, tales como de cobre, en las gotitas de fierro. El fierro requiere de ser reducido a tal grado que la fase de metal contenga suficiente fierro para hacer magnética la fase metálica. Preferiblemente, 5-30% del fierro debe reducirse a metal para hacer posible la separación magnética de metales desde la escoria. A este respecto, la temperatura debe mantenerse lo suficientemente alta, en la práctica entre 1,400 °C y 1,500 °C, para mantener en un estado fundido la mezcla de escoria y el metal que contiene fierro y para evitar cualquier acumulación en las paredes del homo. El tiempo de retención puede ser tan corto como 0.5 - 2 horas.

En el presente método, el contacto entre el agente de reducción y los óxidos de metal se mejora por el mezclado, el cual también aumenta los choques entre las gotitas de metal formadas. Esto conduce a un tamaño aumentado de gotita, mejorando adicionalmente la separación de las gotitas de metal desde la escoria en la separación magnética subsiguiente. El método de acuerdo con la presente invención tiene el objetivo de mantener las gotitas de metal dentro de la escoria fundida y no permitir que dichas gotitas se sedimenten cayendo hacia el fondo del homo. Ventajosamente, el mezclado se produce mediante el uso de electrodos huecos, en relación con lo cual se genera una zona de mezclado eficiente debajo de los electrodos y el agente de reducción se succiona en la escoria. En este método, no se necesita sedimentación de fases por separado, que es muy tardada; razón por la cual el tiempo de procesamiento es más corto que en los hornos convencionales de reducción de escoria. El consumo de energía se reduce y el tamaño del homo de reducción puede ser más pequeño que en los hornos convencionales de reducción de escoria.

Existe una gran variedad de sustancias sólidas y gaseosas que pueden ser utilizadas como agentes de reducción en el método de acuerdo con la presente invención. Algunas veces puede ser ventajoso el utilizar agentes de reducción que sean capaces de evaporarse, formando un gas que mejora el mezclado.

Los gases de escape procedentes del horno de reducción contienen tanto vapores de metal que se originan a partir de la escoria, como componentes que se originan a partir de los agentes reductores, tales como monóxido de carbono, hidrógeno, etc. El gas de escape se oxida y se post-quema. Dependiendo de los agentes de reducción utilizados, el gas de escape puede contener también pequeñas cantidades de cloro, en cuyo caso puede ser necesario disponer un tiempo de retención y temperatura suficientes para la etapa de postquemado.

Después de la oxidación y el post-quemado el gas de escape se limpia. Los óxidos de metal y otros sólidos pueden recuperarse a partir del gas mediante lavado, usando filtros textiles, separación electrostática, separación electrostática en húmedo, o una combinación de éstas. El polvo recibido procedente de la etapa de limpieza de gas puede ser entregado como una materia prima, por ejemplo, a una planta de producción de cinc.

La mezcla escoria-metal generada en el homo de reducción se sangra desde el homo y se enfría. La escoria fría se tritura y se pulveriza, ventajosamente a un tamaño de grano de 20 mm - 15 mm. Los metales y los posibles sulfuros se separan de la escoria por ejemplo mediante separación magnética y/o separación por gravedad y/o por flotación y/o por tamizado. La escoria limpia puede ser empleada, por ejemplo, en la construcción de caminos, en otras aplicaciones de relleno de terrenos, o como materia prima en materiales de construcción.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un diagrama de flujo de un proceso para la limpieza de escoria de un fusor rápido. Se mezcla concentrado fino 11 con aire, u oxígeno, o aire 12 enriquecido con oxígeno para formar una suspensión que reacciona rápidamente en un homo 10 de fusión en suspensión. Los compuestos de sulfuro de la alimentación 11 se encienden, se oxidan y liberan calor, actuando como un combustible para el proceso de manera que no se necesita energía extema para la fusión. En el sedimentador del homo 10, gotitas fundidas se separan desde la corriente de gas y se sedimentan en el fondo del homo 10 como capas distintas de mata y escoria, en base a sus densidades específicas.

La mata 13 fundida de alto grado que se produjo en el horno 10 de fusión rápida se alimenta a un convertidor 15. El convertidor 15 produce metal vesicular 16 y una pequeña cantidad de escoria 17 que tiene todavía un contenido de metal relativamente alto. El convertidor puede ser, por ejemplo, un convertidor Pierce-Smith, un convertidor Hoboken, o cualquier otro tipo que sea apropiado.

La escoria 14 procedente del homo de fusión rápida 10 y la escoria 17 procedente del convertidor 15 se alimentan a un horno de reducción 18, el cual puede ser, por ejemplo, un homo de arco eléctrico. En el homo de reducción 18, tiene lugar la reducción de los metales comprendidos en las escorias 14 y 17, con la ayuda de agentes de reducción 19 que también se agregaron al homo 18. Los compuestos de cobre contenidos en la escoria se reducen a cobre metálico y los compuestos de fierro contenidos en la escoria son, cuando menos parcialmente, reducidos a fierro metálico. Al mismo tiempo, los metales que tienen una temperatura de ebullición relativamente baja, tales como el arsénico, plomo y cinc, se evaporan y pasan a la fase gaseosa. Estos metales vaporizados se descargan desde el horno de reducción 18 conjuntamente con el gas de escape 20.

No se permite que se separen, una de las otras, la escoria y las gotitas de fierro que contienen inclusiones de cobre, en el homo de reducción 18 por sedimentación como es lo normal. En lugar de esto, la mezcla de escoria-metal se mantiene en movimiento por un mezclado eficiente de manera que el cobre metálico permanezca atrapado en las gotitas de metal.

La mezcla escoria-metal 21 se sangra desde el horno de reducción 18 y se somete a enfriamiento (no se muestra), trituración 22 y pulverización 23 para reducir el tamaño de partícula de la mezcla escoria-metal solidificada. Después de la pulverización 23, se separa una fracción 26 de metal magnético a partir de la escoria limpia 25 remanente en un paso de separación 24, el cual puede comprender métodos de separación apropiados, tales como separación magnética, separación por gravedad, flotación, filtración, y cualesquiera combinaciones de éstas.

La etapa de separación 24 produce arena fayalita limpia 25, la cual está esencialmente libre de metales valiosos y sustancias perjudiciales y la cual puede ser utilizada como una materia prima en una variedad de usos, por ejemplo como un constituyente de concreto y cemento, o la cual puede mezclarse con otros materiales para construir calzadas.

El gas de escape 20 descargado desde el horno de reducción 18 se pasa a una etapa de oxidación 27, en donde los metales evaporados se convierten a óxidos de metal y las sustancias que se originan a partir de los agentes de reducción se post-queman, si es necesario. Después de la etapa de oxidación 27, el gas de escape se pasa a una etapa de enfriamiento 28 y a una etapa de limpieza 29. La etapa de limpieza 29 puede comprender, por ejemplo, lavadores, unidades de filtros textiles, precipitadores electrostásticos, precipitadores electrostáticos en húmedo, y cualesquiera combinaciones de éstos.

El polvo 30 que contiene óxido de metal procedente de la etapa 29 de limpieza de gas puede ser entregado por ejemplo a una planta de producción de cinc. El gas limpio 31 puede ser liberado a la atmósfera.

La Figura 2 muestra un ejemplo del nuevo proceso de limpieza de escoria utilizado en relación con un proceso de fusión directa a vesícula. Las mismas características son referidas con los mismos números de referencia que en la Figura 1.

En un proceso directo a vesícula llevado a cabo en un fusor rápido 32 directo a vesícula, se produce cobre vesicular 35 directamente a partir de un concentrado en una etapa. Este método es especialmente apropiado para concentrados de mineral con bajo contenido de fierro. La escoria 33 recibida procedente del fusor rápido 32 directo a vesícula todavía contiene cantidades importantes de cobre y otros metales valiosos, razón por la cual la escoria 33 primero se alimenta a un homo eléctrico 34 para recuperación adicional de cobre vesicular 36. Después del homo eléctrico 34, la escoria remanente 37 se suministra a un horno de reducción 18, la operación del cual corresponde a aquella descrita en relación con la Figura 1. También los tratamientos posteriores de la mezcla escoria-metal 21 y del gas de escape 20 corresponden a aquellos descritos en relación con la Figura 1. Después de la etapa de separación 24, en la cual se separa la fracción de metal 26 de la escoria limpia 25 remanente, la fracción 26 de metal que contiene cobre se reciela de regreso al fusor rápido 32 directo a vesícula.

La Figura 3 muestra un ejemplo de un proceso de limpieza de escoria de acuerdo con la presente invención y que se utiliza en relación con un proceso que comprende un fusor rápido 10 y un convertidor rápido 15. Este tipo de proceso puede ser empleado especialmente cuando el contenido de fierro del concentrado de mineral es alto. La principal diferencia entre la Figura 1 y la Figura 3 es que el proceso de la Figura 3 comprende un horno eléctrico 34 para la recuperación de cobre 36 procedente de la escoria 33 recibida del convertidor rápido 15 antes de que la escoria se alimente a un homo de reducción 18. La fracción 26 de metal que contiene cobre que se recibió procedente de la etapa de separación 24 se reciela al convertidor rápido 15. El proceso de conversión rápida en el convertidor rápido 15 es muy similar al proceso de fusión rápida en el homo 10. La oxidación de la mata procede bajo condiciones altamente oxidantes de manera que la mata sulfurosa se convierte a cobre metálico Ejemplos Ejemplos 1 La composición de la escoria era la siguiente: Fe 42%, Si02 28%, Zn 4%, Pb 0.3%, As 0.3%, Ni 0.06%, A1203 4%, CaO 2%, Cu 1.5% y MgO 1%. En un análisis difractométrico de rayos X se identificaron a la fayalita, magnetita y hematita como los principales minerales de la escoria. Se redujeron 800 gramos de la escoria en un crisol de 600 mi con carburo de silicio a 1,350 °C durante una hora. El producto recibido comprendía una mezcla de aleación de metal y escoria que tenía la siguiente composición: Fe 29%, Si02 45%, Zn 0.13%, Pb < 0.02%, As 0.005%, Ni <0.004%, A1203 7%, CaO 2.6%, Cu 0.25% y MgO 1.3%. La escoria comprendía inclusiones de metal, conteniendo tanto cobre como fierro.

La escoria reducida se pulverizó a un tamaño de grano menor de 1 mm. Se llevó a cabo una separación magnética para recuperar metales. La fracción de escoria residual no magnética estaba muy limpia, conteniendo solamente unas cuantas pequeñas inclusiones de metal.

Ejemplo 2 La composición de la escoria era la siguiente: Fe 38%, Si02 32%, Zn 2.4%, Pb 0.5%, As 0.26%, Ni 0.09%, A1203 5%, CaO 1%, Cu 1.8% y MgO 1%. En un análisis difractométrico de rayos X se identificaron a la fayalita, magnetita y hematita como los principales minerales de la escoria. Se redujeron 300 gramos de escoria en un crisol de MgO de 360 mi con carburo de silicio a 1,450 °C durante media hora. El producto recibido comprendía una mezcla de aleación de metal y escoria que tenía la siguiente composición: Fe 32%, Si02 36.5%, Zn 0.43%, Pb 0.056%, As < 0.002%, Ni < 0.002%, A1203 5%, CaO 1%, Cu 0.22% y MgO 11%. La escoria comprendía inclusiones de metal que contenían tanto cobre como fierro.

Ejemplo 3 La composición de la escoria era la siguiente: Fe 38%, Si02 32%, Zn 2.4%, Pb 0.5%, As 0.26%, Ni 0.09%, A1203 5%, CaO 1%, Cu 1.8% y MgO 1%. En un análisis difractométrico de rayos X se identificaron a la fayalita, magnetita y hematita como los principales minerales de la escoria. Se redujeron 600 gramos de escoria, mezclados con 59 gramos de carbono para actuar como un agente de reducción, en un crisol de óxido de aluminio de 600 mi a 1,450 °C durante una hora, 30 minutos de reducción y 30 minutos con burbujeo de nitrógeno. El producto recibido comprendía una mezcla de aleación de metal y escoria con la siguiente composición: Fe 34%, Si02 36%, Zn 0.66%, Pb 0.08%, As < 0.004%, Ni < 0.004%, A1203 13%, CaO 1.3%, Cu 0.42% y MgO 1.3%. La escoria comprendía inclusiones de metal que contenían tanto cobre como fierro.

La escoria reducida se trituró a un tamaño de grano de aproximadamente 1.2 mm y se separó mediante tamizado una fracción de metal tosco. La fracción de escoria se pulverizó con un molino de rodillos y se sometió a una separación magnética de tres etapas para la recuperación del metal. La fracción de escoria no magnética residual tenía la siguiente composición: Fe 33.9%, Si02 36%, Zn 0.59%, Pb 0.08%, As < 0.004%, Ni < 0.004%, A1203 8.2%, CaO 1.4%, Cu 0.36% y MgO 1%.

Es obvio para una persona calificada en la téenica que con el avance de la tecnología, la idea básica de la invención puede ser implementada en varias maneras. La invención y sus modalidades no están, por lo tanto, limitadas a los ejemplos descritos anteriormente; sino que en lugar de esto estos pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (9)

Reivindicaciones

1. Un método para el procesamiento de escoria de metalurgia no ferrosa, que contiene fierro y metales valiosos, el método comprende las etapas de: -alimentar escoria (14, 17, 37) en un homo de reducción (18); -reducir la escoria en el homo de reducción (18) por medio de un agente reductor (19) para convertir algunos metales valiosos, tales como cobre y níquel, a la forma metálica; -llevar a cabo la reducción hasta que cuando menos 5% del fierro de la escoria se reduzca a metal y, al mismo tiempo, algunos metales valiosos, tales como el cinc, plomo, arsénico y cadmio, se vaporicen; -mezclar el contenido del homo de reducción (18) durante la reducción para evitar la sedimentación de gotitas de metal desde la escoria; -sangrar la mezcla fundida (21) de escoria-metal generada en el homo de reducción (18); -enfriar, triturar y pulverizar la mezcla (21) de escoria-metal; -someter la mezcla de escoria-metal a una etapa de separación (24) para la separación de una fracción de metal (26) de una escoria limpia (25), por medio de lo cual se produce escoria limpia (25) que es adecuada, tal como se encuentra, para algún propósito de utilidad.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de separación (24) comprende el uso de uno o más de los siguientes métodos: separación magnética, separación por gravedad, flotación, o tamizado.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, el cual además comprende: -alimentar un gas de escape (20) procedente del homo de reducción (18) a una etapa de oxidación (27), en donde los metales vaporizados contenidos en el gas de escape (20) son oxidados a óxidos de metal; -después de la etapa de oxidación (27), alimentar el gas de escape a una etapa de limpieza (29), en donde los óxidos de metal y otros sólidos (30) son separados del gas (31); -entregar los óxidos de metal separados (30) para uso posterior en un proceso metalúrgico.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la etapa de limpieza (29) comprende el uso de uno o más de los siguientes métodos: lavado, uso de filtros textiles, precipitación eléctrica, precipitación eléctrica en húmedo.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el homo de reducción (18) es un homo eléctrico de corriente alterna (AC), un homo eléctrico de corriente directa (DC), un homo de lanza sumergida superior (TSL), un homo Kaldo, o el sedimentador de un homo de fusión en suspensión.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el mezclado de los contenidos del horno de reducción (18) se lleva a cabo por al menos alguno de los siguientes métodos: inyección de la alimentación del agente de reducción, alimentación del agente de reducción a través de un electrodo hueco, el uso de agentes de reducción gaseosos o que generen gas, alimentación de gas inerte a través de tapones porosos montados en la parte inferior del homo, o agitación electromagnética.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la reducción en el homo de reducción (18) se lleva a cabo hasta que el 5-30% del fierro de la escoria se reduce a fierro metálico.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la temperatura en el horno de reducción (18) se mantiene entre 1,400 °C y 1,500 °C, ventajosamente aproximadamente 1,450 °C durante la etapa de reducción.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el tiempo de retención en el horno de reducción (18) es de 0.5 a 2 horas.