INTRODUCCIÓN

En el presente informe damos a conocer acerca de ¨LA PIROMETALURGIA DEL ESTAÑO¨ por lo que hacemos énfasis en lo que viene a ser el diagrama de proceso para la obtención de estaño a partir de la casiterita, ya que el estaño se encuentra en la naturaleza en minerales como silicatos y sulfuros complejos, por ello es que sólo se obtiene a partir de de la casiterita, mediante un proceso de fusión, de concentrados de este mineral.En este caso haremos énfasis en lo que viene a ser la fundición de estaño (pirometalurgia del estaño). Los datos mostrados tomamos como referencia la mina ¨San Rafael¨El proceso de fundición de estaño empieza con la obtención del concentrado de estaño, lo cual se mezclara en proporciones de concentrado de estaño 30TM, carbonato de calcio 5.57TM, y como agente reductor coque 3.0TM, en una mezcladora tipo tambor giratorio, para después por medio de un elevador de cangilones pasará de manera directa al horno reverbero, este estará a una temperatura de 1300ºC, realizándose una fusión reductora, para obtener un metal bruto y una escoria (óxidos y silicatos mas estaño) que contiene, aproximadamente, el 0.6% de estaño. La escoria pobre pasará al horno de volatizacion, lo cual se almacenará en un lugar donde se le inyectará aire para la sulfurización, después pasara al peletizador de polvos y de igual forma retornar al horno de reverbero. El metal bruto se refina, y se obtienen unos residuos y un estaño fino, los polvos de estaño liberado serán tratados en el filtro de mangas al peletizador de polvos y retornar al horno de reverbero. El metal bruto será llevado al cristalizador térmico, después pasará al horno rotatorio de segregación y así poder pasar por el ventilador, luego pasara al peletizador de polvos para así poder retornar al horno de reverbero, este proceso se realizara unas 10 veces para poder alcanzar un 99.96% de Sn. Lo que se obtendrá como producto final en lingotes de estaño.

Etapa de reducción:Para los óxidos: SnO2+ C = CO + Sn.Para los sulfuros: SnS + CaO +C = Sn + CaS + CO. 

Etapa de volatilización:SnO2 + 2S = SnS2 (g) (I Etapa)SnS2 (g) + O2 (g) = SnO2 (polvo) (II Etapa) PRODUCTOR DE ESTAÑO

El estaño es producido en su totalidad por MINSUR, empresa que posee la única mina de estaño en operación en el país ubicado en el departamento de Puno. La menor producción de MINSUR se debió a la reducción de la ley del mineral tratado.

EL ESTAÑO

1. CARACTERÍSTICAS DEL ESTAÑOEs un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen.El estaño puro tiene dos variantes alotrópicas: El estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C, que es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que el blanco. El estaño blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C.

1.1 APLICACIONES Se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados

en la fabricación de latas de conserva. También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos (SnF2) y

pigmentos. Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo. Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos

musicales. En etiquetas. Recubrimiento de acero. Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los

esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.

Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimenticia. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

El estaño se puede emplear puro en forma de papel para la envoltura y conservación de productos alimenticios, también se emplea en la industria eléctrica para hacer láminas de condensadores. Asimismo se utiliza para proteger contra el óxido la chapa

de hierro (hojalata) con que se construyen recipientes y latería para envase de productos.

1.2 ALEACIONES Las aleaciones con base de estaño, también conocidas como metales blancos,

generalmente contienen cobre, antimonio y plomo. Estas aleaciones tienen diferentes propiedades mecánicas, dependiendo de su composición.

Bronce: aleación de cobre y estaño Soldaduras blandas: aleaciones de plomo y estaño con proporciones de estaño entre el

25 y el 90% de estaño.

2. OBTENCIÓNLa casiterita se tritura luego se muele en molinos adecuados, luego se introduce en una cuba con agua, en la que se agita por decantación, el mineral de estaño (que es más pesado) se va al fondo y se separa de la ganga.Posteriormente se introduce en un horno donde se oxida los posibles sulfuros de estaño que hay en el mineral y se transforman en óxidos. La mena de estaño, en forma de óxido se introduce en un horno de reverbero donde se produce la reducción (transformación de óxido de estaño a estaño) depositándose el estaño en la parte inferior y la escoria en la parte superior, y finalmente obtener después del cristalizador térmico en lingotes de estaño a 99.96%.]

3. PIROMETALURGIA DEL ESTAÑO

3.1 DESCRIPCION DE LAS OPERACIONES Y PROCESOS DEL METODO INDUSTRIAL SELECCIONADOEl proyecto minero ¨San Rafael¨ contempla una capacidad de tratamiento de 30TM/día de concentrados de estaño o una producción aproximada de 16TM/día de estaño metálico de pureza igual a 99.96% minino de Sn.

3.2 MATERIAS PRIMAS Concentrados de estaño: se almacenaran en el almacén de materia primas en sacos de 50Kg.dicho almacén tendrá una capacidad de 450TM de estaño, cantidad suficiente para un funcionamiento de 2 semanas de la planta industrial. Coque: Se usara como agente reductor, lo cual se almacenara en sacos de 30Kg., la capacidad del almacén será de 50TM. Carbonato de calcio: se almacenara en sacos de 50kg, la capacidad del almacén es de 125TM para un trabajo de 15 días.Pirita: se usara en el proceso de sulfurizacion en el horno de volatización.

3.3 PROCESO DE FUNDICIÓN DEL ESTAÑOLas materias primas son pesadas en proporciones establecidas:Concentrado de estaño: 30TM 55% SnAgente reductor coque: 3.0TMCarbonato de calcio: 5.57TMPara luego ser mezclado en un mezclador tipo tambor giratorio lo que tendrá un capacidad de mezcla de 5TM/hr .y de allí se transportara mediante un elevador de cangilones de capacidad 8TM/hr. Hacia una tolva de paso, con la alimentación directa hacia el horno reverbero.

3.4 PROCESO EN EL HORNO REVERBEROLa materia prima mezclada en las proporciones ya mencionadas se ingresara en el horno de reverbero mediante la tolva de paso. En el horno de reverbero la temperatura es de 1300ºC.A esta temperatura toda la masa alimentada se encuentra fundida y al reacción de reducción es casi del 100%(hablando en términos del SnO2 ).La carga al horno de reverbero se realiza cada hora y consiste en 1.9TM de materia prima, la cual se distribuye en 1.53TM de concentrados de estaño, 125kg. De agente reductor coque y 232kg de carbonato de calcio. Con esta carga, se logra tratar 45TM/día de materias primas.El sangrado del estaño metálico se realiza cada hora y se hace por la parte inferior del horno. El sangrado de la escoria (consiste en óxidos y silicatos más estaño)se realiza cada 2 horas y es llevado luego en estado de fusión al horno de volatizarían ,para la recuperación del estaño presente en dichas escorias.El estaño metálico, con un contenido de 95.5% en Sn producto de la reducción en el horno de reverbero es recibido en unas ollas de 300Lts. de capacidad, las cuales se denominarán, carros de transporte interno. En los carros de transporte interno, se realiza una primera refinación, mediante el método de licuación.Los gases producidos durante la reducción térmica, los cuales acarrean polvo de estaño con un contenido de 62%, son filtrados en el filtrador de mangas y de allí son llevados a la etapa de peletizacion, para posteriormente retornar de nuevo hacia el horno de reverbero.Las escorias producidas en el horno de reverbero, las cuales se evacuan a una temperatura de 1300ºC son derivadas directamente hacia el horno de volatizacion.

3.5 HORNO DE VOLATIZACIONEn el horno de volatizacion, se da el proceso de sulfurizacion del Sn formando el compuesto de sulfuro estañoso, al cual a la temperatura del horno 1300ºC volatiza y es recepcionado en una cámara especial, en la cual mediante la, inyección de aire, se logra transformar el sulfuro estañoso en el oxido estáñico.El azufre necesario para él, proceso de sulfurizacion lo aporta el FeS2(pirita) añadido al horno.El horno de volatizacion nos da dos productos: uno escoria, pobre ya en Sn (0.6%) la cual es desechada y el otro producto es el oxido estánnico, con un contenido de estaño de 73%, luego es derivado este producto hacia la etapa de peletizacion, para de allí retornar al horno de reverbero y realizar un nuevo ciclo de operación.El régimen de funcionamiento del horno de volatizacion consiste en 12 ciclos por día, cada ciclo tiene una duración de 2 horas. El ciclo de volatizacion consiste en tres periodos:1.-Periodo de alimentación: 70 minutos; en este periodo se produce la volatizacion de la carga.2.-Periodo de intensificación: 20-30 minutos, se realiza el proceso final de la escoria y se recupera el resto del estaño; en este periodo no se alimenta carga.3.-Evacuacion de la escoria: 5 minutos, se efectúa por la piquera superior, dejando un remanente ciclo de operación.

3.6 OPERACIÓN DE REFINACION TERMICAEl producto del horno de reverbero con una temperatura de 1300ºC, es recibido en unos carros de transporte interno u ollas de refinación, de capacidad de 300L., para realizar allí la primera refinación del metal impuro, mediante el método de licuación inversa.El metal de estaño impuro(95.5% Sn), se hace enfriar en ollas de acero hasta la temperatura de 500ºC , con lo cual se consigue que los metales que impurifican él estaño, especialmente el hierro, así como el cobre, al arsénico, y el antimonio los cuales quedan en parte en la escoria,

serán eliminados en gran cantidad por tener un punto de fusión más elevado lográndose así, la separación de estos metales por encontrarse en forma de espumas en la superficie del estaño impuro contenido en las ollas de acero.Luego se procede a desespumar el fundido, se hace ingresar este fundido al cristalizador térmico, con una pureza de 97.5%Sn, para continuar con la etapa final de refinación. Las espumas, también llamadas, droses (aleaciones de Fe-As, Sn-Pb-Bi), contienen alrededor de 62% de Sn metálico, dichas espumas son llevadas a un pequeño horno rotatorio, en el cual se separa el estaño, allí presente mediante el método de segregación, el cual consiste en obtener una aleación cruda, a partir de los droses correspondientes, haciendo uso de un tipo de cristalización fraccionada. El estaño segregado; que se obtiene del horno rotatorio, tiene una pureza de 95%Sn.La etapa final de refinación, se lleva a cabo en el cristalizador térmico. El estaño alimentado de 97.5% de pureza es purificado hasta un contenido de 99.96%Sn, luego de haber sido varias eces fundido y cristalizado (tal operación se debe llevar a cabo unas 10 veces). Del cristalizador térmico se obtiene además otro producto, que son aleaciones de Sn-Pb-Bi, que son derivadas al horno rotatorio, para su respectivo tratamiento.El estaño refinado, es moldeado en lingotes de 33-35kg.

4. CONCLUCIONES: Para tener una mejor calidad de estaño al 99.96% Sn. Es recomendable hacer más de

10 veces el proceso del cristalizador térmico, como también en el horno de volatizacion con las escorias.

El tamaño de las maquinarias a usar tienen que estar en forma adecuada para poder seguir la secuencia de traslado de materiales y no saturar las demás maquinarias.

5. BIBLIOGRAFIA: LIBRO DE TESIS DE UNSA ¨PIROMETALURGIA DEL ESTAÑO MINSUR¨. http://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o

 

http://www.viarural.com.ar/viarural.com.ar/insumosagropecuarios/agricolas/clasificadoras/fabrimac/elevadores-a-cangilones.htm